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Université Polytechnique de Bobo-Dioulasso (UPB) 2014

Phytoextraction du cadmium, du cuivre, du plomb et du zinc par cinq espèces végétales (Vetiveria nigritana (Benth.), Oxytenanthera abyssinica (A. Rich.) Munro, Barleria repens (Ness), Cymbopogon citratus (DC.) Stapf et Lantana camara Linn. Cultivées sur des sols ferrugineux tropicaux et vertiques

Senou, Issaka

Titre : Phytoextraction du cadmium, du cuivre, du plomb et du zinc par cinq espèces végétales (Vetiveria nigritana (Benth.), Oxytenanthera abyssinica (A. Rich.) Munro, Barleria repens (Ness), Cymbopogon citratus (DC.) Stapf et Lantana camara Linn. Cultivées sur des sols ferrugineux tropicaux et vertiques

Auteur : Senou, Issaka

Université de soutenance : Université Polytechnique de Bobo-Dioulasso (UPB)

Grade : Doctorat 2014

Résumé
L’utilisation des déchets urbains solides comme fertilisants entraine la contamination des sols et des végétaux par les métaux lourds. Les métaux lourds, tels que le Cu, Pb, Cd, Cr… posent des problèmes particulièrement préoccupants. En effet, des éléments non essentiels comme le Cd et le Pb peuvent également être absorbés par les végétaux, et donc constituer un danger potentiel puisqu’ils entrent ainsi dans la chaîne alimentaire. Ils présentent une forte écotoxicité et pourraient être impliqués dans de nombreuses pathologies. Ainsi, pour reprendre les termes d’un récent rapport de l’Office Parlementaire des Choix Scientifiques et Technologiques : « si les métaux lourds ont fait la civilisation, ils peuvent aussi la défaire ». Il est donc aujourd’hui indispensable non seulement de mieux connaître les effets de ces polluants sur les organismes vivants, mais aussi de mettre en œuvre des solutions durables, visant à limiter leurs risques. Dans ce contexte, les plantes représentent un objet d’étude intéressant. En effet, celles-ci, directement confrontées aux composés toxiques du milieu, pourraient non seulement être utilisées en tant que marqueurs de la toxicité du milieu, mais aussi en tant qu’outil de stabilisation des polluants. La phytoremédiation est un ensemble de techniques qui utilisent les plantes pour dépolluer l’environnement. L’une d’elles, la phytoextraction, exploite les propriétés hyperaccumulatrices de certaines plantes qui peuvent extraire de grandes quantités de métaux lourds.
Dans le cadre de cette étude, des expérimentations ont été menés en vase de végétation. Cinq plantes, Vetiveria nigritana (Benth.), Oxytenanthera abyssinica (A. Rich), Barleria repens (Ness), Cymbopogon citratus (DC.) Stapf et Lantana camara (Linn.) ont été testées. Les cultures ont été menées dans deux types de sols (ferrugineux tropical et brun vertique) contaminés aux métaux lourds (Cd, Cu, Pb et Zn) par apport de déchets urbains solides aux doses croissantes de 0 ; 10 ; 15 et 20 tonne/ha. L’impact des déchets urbains contaminés aux métaux lourds sur les propriétés chimiques des différents substrats ainsi que sur les populations microbiennes par le biais de la biomasse microbienne et la respiration du sol a été évalué. Par la suite, la réponse des plantes aux différentes doses de déchets contaminés a été appréciée par leurs croissances et la biomasse des organes végétaux. Enfin, le potentiel accumulateur des plantes a été évalué par la détermination des teneurs en métaux lourds dans les racines, les tiges et les feuilles de chaque espèce.
La caractérisation chimique des sols a montré que l’ajout de déchets urbains contaminés aux métaux lourds a augmenté de manière significative le pHeau, le carbone, l’azote, le phosphore, le potassium total et disponible. De plus, la présence de déchets a augmenté l’activité respiratoire des différents substrats avant et après repiquage des plantes. Les forts taux de croissance des plantes ainsi que la biomasse élevée des organes végétaux résulteraient des différents effets des déchets urbains. Les taux de croissance en hauteur et de la circonférence de la tige ont atteint respectivement 68,75 et 45,95% avec le bambou. Le taux de croissance en hauteur et du nombre de talles sont respectivement de 87,5 et 84,7% avec le vétiver. Les taux de croissance en hauteur de B. repens, C. citratus et L. camara sont 65,3 ; 53 et 54,6%, respectivement. Les biomasses foliaires et racinaires de bambou ont été de 29,26 et 12,98 g avec la dose de 20t/ha. Celles de vétiver, 26,99 et 32,99 g respectivement dans les feuilles et les racines. Les taux de croissance et les biomasses des parties végétales sont significativement plus élevés dans les sols ferrugineux tropicaux par rapport aux sols vertiques.
Dans cette étude, il a été démontré que Oxytenanathera abyssinica et Vetiveria nigritana pouvait accumuler des quantités importante de certains métaux lourds (Cd, Cu, Pb et Zn) dans leurs parties végétales. Par ailleurs, les feuilles de vétiver ont exporté 4, 5, 9 et 14 fois plus de Cd, Zn, Cu et Pb que les racines. Quant à Oxytenanthera abyssinica, les feuilles ont accumulés 2 ; 3 ; 4 et 6 fois plus de Cd, Zn, Pb et Cu que les racines. Ces résultats montrent que ces deux espèces accumulent plus de métaux au niveau des feuilles comparativement aux racines. En outre, les quantités de métaux exportées aux niveaux des organes végétaux de bambou sont supérieures comparativement à celles accumulés par les parties végétales de Vetiveria nigritana. La tige de Barleria repens et Lantana camara est l’organe végétal qui à le moins accumulé les métaux lourds. Les racines de Cymbopogon citratus ont accumulé 10 fois plus de Cd et Cu ; 3 fois plus de Zn que les feuilles dans les sols vertiques. Le Pb est le métal le moins prélevé par les trois espèces tandis que le Zn Par ailleurs, Lantana camara s’est révélé plus accumulateur que Barleria repens suivi de Cymbopogon citratus. Combiné à la production d’une forte biomasse qui peut être utilisée à d’autres fins, ce caractère accumulateur fait du Oxytenanthera abyssinica (bambou), du Vetiveria nigritana et de Lantana camara de bons candidats pour la phytoextraction des sols pollués par ces métaux lourds.

Mots clés : phytoextraction, plante, déchets urbains, métaux lourds, accumulation de métaux lourds, activité microbienne, taux de croissance, biomasse des organes végétaux, Burkina Faso.

Version intégrale

Page publiée le 21 octobre 2016, mise à jour le 3 juillet 2017