Ecole Doctorale

Sciences de l'Environnement

Spécialité

Sciences de l'environnement: Chimie

Etablissement

Aix-Marseille Université

Mots Clés

Afrique,Cameroun,Lac,Mangrove,Polluants Organiques Persistants,Sédiments

Keywords

Africa,Cameroon,Lake,Mangrove,Persistent Organic Pollutants,Sediments

Titre de thèse

Evaluation des Contaminants Organiques Hydrophobes dans deux Environnements Aquatiques d'Afrique Centrale, Cameroun: Le Lac Barombi et la mangrove de l'estuaire du Wouri
Assessment of Hydrophobic Organic Contaminants in two Aquatic Environments of Central Africa, Cameroon: Lake Barombi and the Wouri Estuary Mangrove

Date

Thursday 8 October 2020

Adresse

Europôle de l'Arbois, 13545 Aix en Provence Salle de projection

Jury

Rapporteur M. Baghdad OUDDANE Université de Lille-UMR 8516-Laboratoire de Spectrochimie Infrarouge et Rama (LASAR)
Rapporteur Mme Catherine GONZALEZ Ecoles des Mines d'Alès-Laboratoire Génie de l'Environnement Industriel
Examinateur Mme Aurore ZALOUK-VERGNOUX Université de Nantes-Laboratoire Mer, Molécules, Santé (MMS)
Examinateur M. Jacques ETAME IUT Université de Douala
Examinateur Mme Guillemette MENOT ENS Lyon-Laboratoire de Géologie de Lyon, Terre, Planètes, Environnement
Directeur de these M. Pierre DOUMENQ Aix-Marseille Université - UMR 7376 Laboratoire Chimie de l'Environnement (LCE)
CoDirecteur de these Mme Laure MALLERET Aix-Marseille Université - UMR 7376 Laboratoire Chimie de l'Environnement (LCE)
CoDirecteur de these M. Pierre DESCHAMPS CEREGE-IRD

Résumé de la thèse

Les Pesticides organochlorés (POCs), Polychlorobiphényles (PCBs) et Hydrocarbures polyaromatiques (HAPs) sont classés comme Polluants Organiques Persistants (POPs ) selon la Convention de Stockholm et leurs usages ont été interdits. Néanmoins, ils sont toujours présents dans l’environnement en raison de leur persistance, leur capacité de transport longue distance, et de leur potentiel de bioamplification et bioaccumulation dans les écosystèmes. Ils sont ainsi devenus le sujet de préoccupations mondiales, donnant lieu à la mise en place de mesures règlementaires, dont l’efficacité doit être contrôlée. De ce fait et compte tenu de la vulnérabilité des écosystèmes aquatiques aux pollutions et de la rareté des données sur les POPs en Afrique, cette thèse visait à évaluer les niveaux de POCs, PCBs et HAPs dans deux environnements contrastés au Cameroun : le bassin versant du Lac Barombi (LBW), un site Ramsar et la Mangrove de l'estuaire du Wouri (MEW), à proximité de Douala, ville industrielle très peuplée. Dans le LBW, l’endosulfan, l‘hexachlorocyclohexanes (HCHs), la dieldrine and l’aldrine ont été détectés entre 2.9 – 174.8 ng/g. Les pesticides les plus fréquemment détectés, étaient Les HCHs, à des niveaux plus élevés dans les sols que dans les sédiments (ruisseaux et Lac) et avec un ratio α/γ-HCH indiquant une utilisation récente. La présence des OCPs peut s'expliquer par les activités agricoles et de pêche sur la zone. Les teneurs en PAHs varint de 72 à 151 ng/g, avec des sources pyrolytiques dominantes, liées à la combustion d’herbes, de bois ou de charbon. Les lignes guides sur la qualité des sédiments (SQGs) laissent supposer un faible risque de toxicité sur les organismes aquatiques sur se site. Dans la MEW, les Pesticides Chlorés (PCLs), PCBs et HAPs varient respectivement de 2.2 - 27.4, 1.7 - 31.6 and 83 - 544 ng/g. Les PCLs les plus abondants étaient l’endosulfan, l’alachlore, l’heptachlore, le lindane (γ-HCH) et le DDT, dont le profil en métabolites a révélé une utilisation récente. La contribution des HAPs pyrolytique était dominante (combustion de biomasse et pétrole). La présence des POPs dans la MEW a été attribuée à la lutte anti-vectorielle (paludisme), aux décharges municipales, aux émissions et effluents industriels, à la combustion à ciel ouvert de déchets, au trafic dense, et aux activités portuaires. Sur la base des SQGs, une écotoxicité faible à modérée peut être supposée pour ce site. Le LBW présente des niveaux de contamination relativement faible comparé à d’autres lacs dans le monde, tandis que les niveaux de POPs mesurés dans la MEW sont comparables à ceux d'écosystèmes similaires. Ce travail souligne la nécessité d’effectuer des études similaires sur d’autres environnements aquatiques en Afrique et aussi de s’intéresser à d'autres POPs, tels que dioxines et nouveaux POPs.

Thesis resume

Organochlorinated Pesticides (OCPs), Polychlorobiphenyls (PCBs) and Polyaromatic hydrocarbons (PAHs) are classified as Persistent Organic Pollutants (POPs ) under the Stockholm Convention and their use was prohibited. However, they are still present in the environment due to their persistence, potential for long-range transport and ability to bio-magnify and bio-accumulate in ecosystems. A global concern has emerged, giving rise to the implementation of regulatory measures, the effectiveness of which must be monitored. Given this together with the vulnerability of aquatic ecosystems to pollution and scarcity of data on POPs in Africa, this thesis aimed to assess the level of OCPs, PCBs and PAHs in two contrasted environments in Cameroon: the Lake Barombi Watershed (LBW), a Ramsar site and the Wouri Estuary Mangrove (WEM), next to the densely populated and industrial city of Douala. In LBW, endosulfan, hexachlorocyclohexanes (HCHs), dieldrin and aldrin were detected between 2.9 – 174.8 ng/g. HCHs were the most frequently detected at levels higher in soil than in sediments (stream and lake) and with a α/γ-HCH ratio indicating recent use. The presence of OCPs is attributed to agriculture and fishing. PAH levels ranged between 72 to 151 ng/g. Pyrolytic sources of PAHs were predominant specifically combustion of grass, wood or coal. Sediment Quality Guidelines (SQGs) indicated low ecological risks to aquatic life. In the WEM, Chlorinated Pesticides (CLPs), PCBs and PAHs had concentrations ranging from 2.2 - 27.4, 1.7 - 31.6 and 83 - 544 ng/g, respectively. The most abundant CLPs were endosulfan, alachlor, heptachlor, lindane (γ-HCH) and DDT, for which metabolites pattern revealed recent use. PAHs ratios showed a predominant pyrolytic input (combustion of biomass and petroleum). The presence of POPs in the WEM is attributed to disease vector control (malaria), municipal waste dumps, industrial emissions and effluents, open burning of wastes, dense traffic, petroleum exploitation and harbour activities. SQGs implied low to moderate predictive biological toxicity. LBW shows lower contamination levels than other lakes worldwide while levels of studied POPs in the WEM are comparable to similar ecosystems. This work underlines the need to carry out similar studies on other African aquatic environments and focus on other POPs, such as dioxins and new POPs.