Evaluation of hydrophobic organic contaminants in two aquatic environmments of Cental Africa, Cameroon : lake Barombi Mbo and the Wouri estuary mangrove

par Kevin Mbusnum Gweth

Thèse de doctorat en Chimie de l'Environnement

Sous la direction de Pierre Doumenq, Laure Malleret et de Pierre Deschamps.

Soutenue le 08-10-2020

à Aix-Marseille , dans le cadre de Ecole Doctorale Sciences de l'Environnement (Aix-en-Provence) , en partenariat avec Centre Européen de Recherche et d’Enseignement des Géosciences de l’Environnement (Aix Marseille Université) (laboratoire) et de Laboratoire chimie et environnement (LCE) (Marseille) (laboratoire) .

Le président du jury était Guillemette Menot.

Le jury était composé de Jacques Etame, Aurore Vergnoux, Olivier Dhont, Jean-Jacques Braun.

Les rapporteurs étaient Baghdad Ouddane, Catherine Gonzalez.

mots clés

• Polluants Organiques Persistents
• Mangrove
• Lake
• Sediments
• Afrique
• Cameroun
• Polluants organiques persistants
• Plantes des mangroves
• Matière organique
• Écologie des eaux
• Sédiments lacustres

Résumé

Les Polluants Organiques Persistants (POPs) sont des composés hautement toxiques, persistants dans l’environnement, une capacité de transport à grande distance et accumulation sur les phases riches en matière organique. Compte tenu de la vulnérabilité des écosystèmes aquatiques aux pollutions et la rareté des données sur les POPs en Afrique, cette thèse examine les niveaux de Pesticides organochlorés (POCs), Polychlorobyphelyes (PCBs) et Hydrocarbures polyaromatiques (HAPs) dans le bassin versant du Lac Barombi (LBW) et la Mangrove estuaire du Wouri (MEW). Dans le LBW, les POCs détectés étaient, l’endosulfan, l‘hexachlorocyclohexanes (HCHs), le dieldrine and l’aldrine. Aucun OCPs n’a été détecté dans les eaux et les plus fréquemment détectés étaient les HCHs avec des teneurs plus élevées dans les sols par rapport au sédiments (ruisseaux et Lac). Le ratio α/γ-HCH ont indiqué l’utilisation récente du lindane (γ-HCH). La présence des OCPs a été attribué à l’agriculture et la pêche. Les teneurs en PAHs étaient plus élevées dans les sédiments lacustres que les autres échantillons. Les sources pyrolytiques de HAPs étaient dominantes plus spécifiquement la combustion d’herbes, du bois ou le charbon. Les recommandations pour la qualité des sédiments (SQGs) un faible risque de toxicité sur les organismes aquatiques. Dans les MEW, les teneurs en HAPs dans les sédiments étaient 10 fois plus élevés que les PCBs et Pesticides Chlorés (PCLs). Les PCLs les plus abondant étaient l’endosulfan, l’alachlor, l’heptachlor, le lindane (γ-HCH) et le DDT pour lesquels les métabolites indiquent une utilisation récente. La contribution des HAPs pyrolytiques était dominante.

mots clés

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

Titre traduit

Evaluation des contaminants organiques hydrophobes dans deux environnements aquatiques en Afrique Centrale, Cameroun : lac Barombi et mangrove de l'estuaire du Wouri

Résumé

Persistent Organic Pollutants (POPs) are compounds that are highly toxic to living organisms, persistent in the environment, undergo long distance transport and accumulate in organic-rich phases (sediments and fatty tissues). Given the vulnerability of aquatic ecosystems to pollution and scarcity of data on POPs in Africa and, this thesis examines the level of Organochlorinated Pesticides (OCPs), Polychlorobiphenyls (PCBs) and Polyaromatic hydrocarbons (PAHs) in the Lake Barombi Watershed (LBW) and Wouri Estuary Mangrove (WEM) in Cameroon. In LBW, OCPs detected were endosulfan, hexachlorocyclohexanes (HCHs), dieldrin and aldrin. No OCPs were detected in water and the most frequently detected were HCHs with higher levels in soil than sediments (stream and lake). The α/γ-HCH ratio indicated recent use of lindane. The presence of OCPs is attributed to agriculture and fishing. PAH levels were higher in lake sediments than other samples. 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, PAHs levels in sediments were more abundant than Chlorinated Pesticides (CLPs) and PCBs. 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. The presence of POPs in the WEM is mainly attributed to disease vector control (malaria), municipal waste dumps, industrial emissions and effluents, open burning of wastes, petroleum exploitation and harbour activities. SQGs implied low to moderate predictive biological toxicity.