Contribution à l’Etude de la Pollution Métallique du Sol et de la Végétation au Niveau des Décharges publiques non Contrôlées à Mostaganem

Abstract

Résumé Le présent travail est inscrit dans le cadre de la protection de l’environnement plus particulièrement la normalisation des sites de décharges publiques. La contamination par les polluants métalliques constitue l’un des graves problèmes au voisinage des déchets stockés et abandonnés et à l’extension des décharges publiques non conventionnelles. L’objectif consiste à évaluer la concentration, la toxicité et la phytodisponibilité des éléments métalliques dans les sols à proximité des décharges non contrôlées importantes au niveau de la région de Mostaganem (Ouest de l’Algérie), à déterminer le transfert et l’absorption des métaux lourds par la végétation naturelle et cultivée sur ces sols et à évaluer le risque sanitaire associé à la consommation de certaines plantes par la population humaine. La fraction totale des éléments métalliques majeurs (K, Na, Ca, Al, Fe, Mg, Si, Mn) et les métaux lourds, (Cr, Zn, Cu, Cd, Ni, Pb, As, Co) a été obtenue par minéralisation de la matière végétale par attaque acide en milieu fermé et à chaud et analysée par la technique de la spectroscopie d’émission de Plasma (ICP-AES) et d’absorption atomique (SAA). Les résultats obtenus montrent que pour la plupart des éléments métalliques les concentrations sont importantes dépassant les valeurs tolérables fixées par l’OMS. Le sol de la décharge de Essour est révélé plus contaminé (Index de pollution=7.84) que celui d’El Hchem et de Hassi Memeche. Le transfert des métaux lourds au niveau des espèces à croissance luxurieuse révèle une bio accumulation qui est variable selon l’espèce végétale. L’hyper accumulation a été enregistrée pour Cr, Ni, Cu, Zn chez Asparagus officinalis L ; Euphorbia cyparissias L ; Marrubium vulgare L et Pistachia lentiscus L respectivement A l’issue du protocole d’extraction séquentielle, la répartition des métaux lourds Cr, Cu, Zn, Pb et Ni) dans les différents compartiments du sol est variable selon le métal. En générale la phase organique présente un site privilégié pour l’ensemble des éléments étudiés. La destruction de cette phase sous l’effet d’une variation des conditions physicochimiques ou de l’activité bactérienne permet la libération de ces métaux d’où leur mobilité et phytodisponibilité. Les biotests de germination et de croissance des plantes sont considérés comme étant un bon moyen pour estimer la toxicité des polluants au niveau des sols contaminés. Les résultats obtenus montrent qu’il n’ya pas de toxicité des métaux lourds vis-à-vis de la germination et de la croissance des espèces végétales testées. Le calcul de l’apport journalier (DIM) des éléments métalliques et l'indice de risque (HRI) pour la santé humaine a révélé que la consommation de toutes les espèces végétales étudiées est exempte de risque pour l’adulte pour les éléments métalliques Chrome, Cuivre et zinc. Cependant il existe un risque sur la santé humaine en augmentant l’apport journalier en métaux, liés à la consommation des espèces végétales Allium cepa, Daucus carota et Ficus carica, Solanum. tuberosum et Vitis vinifera contaminées par le plomb et Spinacia oleracea , Mentha spicata contaminées par le Nickel. Mots clé: Décharges publiques de Mostaganem ; Métaux lourds; sol; Végétation; Translocation ; Indice de risque. Abstract This work is part of the environmental protection program, in particular the normalization of landfill sites.Contamination by metal pollutants is one of the serious problems in the vicinity of stored and abandoned waste and the extension of unconventional landfills. The objective is to evaluate the concentration, toxicity and phytoavailability of metallic elements in soils in the vicinity of uncontrolled landfills in the Mostaganem region (western Algeria), to determine the transfer and absorption of heavy metals by natural vegetation and grown on these soils and to assess the health risk associated with the consumption of certain plants by the human population.The total fraction of the major metal elements (K, Na, Ca, Al, Fe, Mg, Si, Mn) and the heavy metals (Cr, Zn, Cu, Cd, Ni, Pb, As, Co) were obtained by mineralization of the plant material by acid attack in a closed and hot medium and analyzed by the technique of plasma emission spectroscopy (ICP-AES) and atomic absorption (SAA).The results obtained show that for the majority of the metallic elements the concentrations are significant exceeding the tolerable values.Some values of metallic elements recorded at the soil and vegetation levels in fact exceed largely the critical thresholds set by the WHO. The soil of the Essour dump is revealed to be more contaminated than that of El Hchem and Hassi Memeche (Pollution Index = 7.84).The transfer of heavy metals to the level of luxuriously growing species reveals a bioaccumulation, which varies according to the plant species. The hyperaccumulation was recorded for Cr, Ni, Cu, Zn in Asparagus officinalis L; Euphorbia cyparissias L; Marrubium vulgare L and Pistachialentiscus L respectively. At the end of the sequential extraction protocol, the distribution of the heavy metals (Cr, Cu, Zn, Pb and Ni) in the various compartments of the soil is variable according to the metal. In general, the organic phase presents a privileged site for all the elements studied. The destruction of this phase under the effect of a change in physicochemical or bacterial activity requirements allows the release of these metals where their mobility and phytoavailability. The biotests of plant germination and growth are considered a good way to estimate the toxicity of pollutants at contaminated soil. The results obtained show that there is no toxicity of the heavy metals towards the germination and the growth of the plant species tested. The calculation of the daily intake of metallic elements (DIM) and the risk index for human health (HRI) revealed that the consumption of all the plant species posed no risk to the adult for the metallic elementsChromium, Copper and zinc. However, there is a risk to human health by increasing the daily intake of metals, linked to the consumption of plant species Allium cepa L, Daucus carota L and Ficus carica L, Solanum tuberosumL and Vitis viniferaL contaminated with lead and Spinacia oleracea L, Mentha spicataL Contaminated with Nickel. Keywords: Mostaganem landfills; Heavy metals; ground; Vegetation; Translocation; Risk index. الملخص تسجل هذه الدراسة في إطار الحماية البيئية و خاصة حماية مواقع التفريغ ودفن النفايات. التلوث بالمواد المعدنية هي إحدى المشاكل الخطيرة على مستوى المناطق المحيطة بالنفايات المتراكمة والمهجورة وانتشار المكبات الفوضوية و العشوائية للنفايات. الهدف من هذه الدراسة هو تقدير تركيز المعادن و درجة التسمم و التوفر المعدني النباتي على مستوى التربة في المناطق المجاورة للمفرغات العشوائية للنفايات على مستوى منطقة مستغانم )غرب الجزائر( و أيضا تحديد انتقال و امتصاص المعادن الثقيلة على مستوى النباتات الطبيعية والمزروعة على هذه التربة ثم تقييم المخاطر الصحية المرتبطة باستهلاك بعض هذه النباتات من قبل الإنسان. تمت معايرة المعادن الثقيلة بواسطة تقنية التمعدن للمادة النباتية في وسط حمضي قوي و في ظروف حرارية مغلقة وتمت معايرة كمية المعادن الثقيلة بواسطة جهاز التحليل الطيفي بانبعاث البلازما و جهاز الامتصاص الذري أظهرت النتائج أن معظم العناصر المعدنية على مستوى العينات النباتية و الترابية ذات تراكيز مرتفعة تتجاوز القيم المتفق عليها من طرف الصحة العلمية. تعتبر تربة المناطق النفايات على مستوى مفرغة الصور اكثر تلوثا و هناك تراكم بيولوجي معدني على مستوى الغطاء النباتي مثل Asparagus officinalis (Cr); Euphorbia cyparissias L (Ni); Marrubium vulgare (Cu) Pistachia lentiscus ( Zn) أظهرت تجربة لاستخلاص المتسلسل لتوزيع العناصر المعدنية عبر طبقات التربة بان المادة العضوية تمثل الحيز المفضل لتثبيت العناصر المعدنية المدروسة و تحت التأثير للظروف الفزيائية والكيميائية و النشاط البيولوجي يمكن لهذه المعادن ان تتحرر و تنتقل إلى النبات تعتبر الاختبارات البيولوجية بواسطة الإنبات والنمو النباتي من أهم الطرق لتقييم درجة التسمم الإيكولوجي للملوثات فالنتائج المتحصل عليها أثبتت بأنه لا يوجد تسمم بواسطة المعادن الثقيلة بالنسبة لإنبات ونمو الأنواع النباتية التي تم اختبارها أظهرت النتائج المتعلقة بدراسة المخاطر الصحية المرتبطة باستهلاك النباتات المزروعة في المناطق الملوثة بالنفايات أنها لا تشكل أي خطر على السكان بالنسبة لعنصر الكروم و النحاس و الزنك لان مستويات الاستهلاك اليومي و مؤشر المخاطر الصحية ضعيفة عكس ما هو عليه بالنسبة لعنصر الرصاص و النيكل فقد ترتفع نسبة الخطر بزيادة الاستهلاك اليومي للنباتات التالية Allium cepa, Daucus cepa, Daucus cepa, Daucus cepa, Daucus carota et Ficus carica, Solanum tuberosum et Vitis vinifera tuberosum et Vitis vinifera tuberosum et Vitis vinifera tuberosum et Vitis vinifera tuberosum et Vitis vinifera tuberosum et Vitis vinifera الملوثة بالرصاص و الكلمات المفتاحية النفايات بمستغانم المعادن الثقيلة التربة الانتقال المعدني النبات - - - - مؤشرالتسمم