Efficacité du vétiver (Vetiveria zizanioides) pour limiter la dispersion de trois micropolluants dans les sols cotonniers et maraîchers du Burkina Faso : endosulfan, cuivre et cadmium - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2012

Effectiveness of vetiver (Vetiveria zizanioides) to limit three micropollutants dispersal in the cotton and market garden soils from Burkina Faso: endosulfan, copper and cadmium

Efficacité du vétiver (Vetiveria zizanioides) pour limiter la dispersion de trois micropolluants dans les sols cotonniers et maraîchers du Burkina Faso : endosulfan, cuivre et cadmium

Résumé

Vetiver was chosen to form hedges around the cotton crops and market gardens in Burkina Faso, in order to limit pollutants dispersal towards plants, surface water and groundwater. The influence of vetiver on the fate of two heavy metals (Cu and Cd) and an insecticide (endosulfan) in the soil-water-vetiver system was studied in two representative soils of Burkina Faso, a vertisol and a lixisol. Batch adsorption coefficient measurements, pot and leaching experiments, under phytotronic and outdoor conditions, respectively, were conducted. For both soils, adsorption coefficient values (Kf) of endosulfan, Cu and Cd were higher on planted soils (Kf = 6.5 - 9.7, 3162.6 - 4445.1 and 76.8 - 280.2 mg1-n Ln kg-1, respectively) than on unplanted soils (Kf = 6.3 - 7.2, 328.1 - 2921.9 and 37.2 - 206.1 mg1-n Ln kg-1, respectively). In addition, vertisol adsorbed larger endosulfan, Cu and Cd amounts than lixisol, probably due to its highest organic carbon and clay contents. In the pot experiments, 6 months after treatment, endosulfan was neither detected in the vetiver shoots and roots, nor in soils. The non-detection of endosulfan could be explained by its degradation, mineralization, volatilization and the non-extractable residue's formation. In our conditions, the estimated endosulfan half-life (DT50) was higher in lixisol (43,1 days) than in vertisol (40,6 days). The endosulfan DT50 in planted soils was 1.1-fold lower compared to unplanted soils, in accordance with the significant increase of the microflora degrading endosulfan in planted soils. Moreover, the Cu and Cd contents in vetiver grass were significantly higher for the lixisol than for the vertisol, 6 months after treatment, related to the CuMgCl2 and CdMgCl2 contents, higher in lixisol than in vertisol. The biological absorption coefficient (BAC) and bioconcentration factor (BCF) of Cu and Cd were greater than 1 in vetiver, but their translocation factor (TF) was less than 1, that showed the efficiency of vetiver to absorb and accumulate Cu and Cd. In outdoor conditions, 6 months after treatment, the leached Cu amounts were very low for all columns (0.001 to 0.010%). For endosulfan and Cd, the leaching losses through the lixisol (0.07% and 1.48%, respectively) are higher than through the vertisol (0.01 and 0.04%, respectively). In the presence of vetiver, the Cd and endosulfan leached amounts were more than 2-fold lower than those of unplanted soils, related to their higher adsorption and the faster degradation of endosulfan in planted soils. The effectiveness of vetiver to limit micropollutants transfer towards surface and groundwaters would need a plot scale validation before encouraging the hedges implementation around the cotton plots and market gardens in Burkina Faso.
Le vétiver a été choisi pour former des haies autour des parcelles cotonnières et maraîchères du Burkina Faso, afin de limiter la dispersion des polluants vers les plantes, les eaux de surface et souterraines. L'influence du vétiver sur le devenir des polluants métalliques (Cu et Cd) et organique (insecticide : endosulfan) dans le système sol-eau-vétiver a été étudiée dans deux sols représentatifs du Burkina Faso, un sol vertique et un sol ferrugineux. Des études d'adsorption en batch, des essais en vase de végétation en conditions contrôlées et en lysimètres en conditions naturelles ont été réalisées. Les sols plantés au vétiver montrent des coefficients d'adsorption de l'endosulfan (Kf = 6,5 - 9,7 mg1-n Ln kg-1), de Cu (3162,6 - 4445,1 mg1-n Ln kg-1) et de Cd (76,8 - 280,2 L kg-1) significativement plus élevés comparés à ceux des sols non plantés (Kf = 6,3 - 7,2, 328,1 - 2921,9 et 37,2 - 206,1 mg1-n Ln kg-1, respectivement). De plus, le sol vertique adsorbe plus ces micropolluants que le sol ferrugineux, en relation avec sa CEC plus importante résultant de ses plus fortes teneurs en carbone organique et en argiles. En vases de végétation, 6 mois après traitement, l'endosulfan n'est détecté ni dans les parties aériennes et racinaires du vétiver, ni dans les sols. La non-détection de l'endosulfan pourrait s'expliquer par sa dégradation, sa minéralisation, sa volatilisation et la formation de résidus non extractibles. Dans nos conditions, le temps de demi-vie estimé de l'endosulfan (DT50) est supérieur dans le sol ferrugineux (43,1 jours) comparé à celui du sol vertique (40,6 jours). Dans les sols plantés, le DT50 de l'endosulfan est 1,1 fois moins important comparé aux sols non plantés, en relation avec l'augmentation significative de la microflore dégradant l'endosulfan en présence du vétiver. Par ailleurs, les teneurs en Cu et Cd dans le vétiver sont significativement plus élevées pour le sol ferrugineux que pour le sol vertique 6 mois après traitement, en relation avec les teneurs en CuMgCl2 et CdMgCl2 supérieures dans le sol ferrugineux comparé au sol vertique. Le coefficient d'absorption biologique (CAB) de Cu et Cd et leur facteur de bioconcentration (FBC) supérieurs à 1, ainsi que leur facteur de translocation (FT) inférieure à 1 dans le vétiver démontrent son efficacité à absorber et à accumuler Cu et Cd. En conditions extérieures, 6 mois après le traitement, les quantités lessivées de Cu sont très faibles pour l'ensemble des colonnes (0,001 - 0,010%). Pour les deux autres micropolluants, les pertes par lessivage à travers le sol ferrugineux (0,07% d'endosulfan et 1,48% de Cd) sont supérieures à celles du sol vertique (0,01% d'endosulfan et 0,04% de Cd). En présence du vétiver, les quantités lessivées d'endosulfan et de Cd sont plus de deux fois inférieures à celles des sols non plantés, en relation avec leur adsorption plus élevée et la dégradation favorisée de l'endosulfan dans les sols plantés. L'efficacité du vétiver à réduire le transfert des micropolluants vers les eaux de surface et souterraines nécessiterait d'être validée à l'échelle de la parcelle avant d'encourager la plantation de haies autour des parcelles cotonnières et maraîchères du Burkina Faso.
Fichier principal
Vignette du fichier
ThA_se_entiA_re_-_Norbert_ONDO_ZUE_ABAGA_-_2012.pdf (3.76 Mo) Télécharger le fichier
Loading...

Dates et versions

tel-01749194 , version 2 (04-12-2012)
tel-01749194 , version 1 (29-03-2018)

Identifiants

  • HAL Id : tel-01749194 , version 2

Citer

Norbert Ondo Zue Abaga. Efficacité du vétiver (Vetiveria zizanioides) pour limiter la dispersion de trois micropolluants dans les sols cotonniers et maraîchers du Burkina Faso : endosulfan, cuivre et cadmium. Sciences de l'environnement. Université de Lorraine, 2012. Français. ⟨NNT : 2012LORR0026⟩. ⟨tel-01749194v2⟩
573 Consultations
3194 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More