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Projets financés

RECYCL

Recyclage agricole des déchets organiques dans les sols tropicaux (Ile de la Réunion) : quel impact sur les transferts d'éléments traces métalliques?
Responsable Scientifique: 

Emmanuel Doelsch

Organisme: 
UR Risque Environnemental lié au Recyclage - CIRAD
Partenaires: 

CIRAD, UPR Recyclage et risque; CEREGE, Aix-Marseille Université, CNRS, CDF, IRD; CIRAD, UPR Recyclage et risque CNRS, INPG; LTHE, UMR 5564,IRD,UJF

Résumé: 

 

Face à l’augmentation de la production de déchets dans les régions ultra périphériques insulaires comme La Réunion, il est demandé aux décideurs politiques et aux scientifiques de proposer des solutions de valorisation pérennes. Le recyclage agricole est une de ces solutions. Elle suppose, cependant, une bonne appréciation des impacts environnementaux de cette pratique. La présence en quantité élevée à l’état naturel d’ETM dans les sols de La Réunion soulève un problème spécifique : l’épandage de déchets organiques ne risque-t-il pas de conduire à des transferts des ETM des sols vers les nappes ? En milieu tropical, les éléments pour répondre à cette question manquent. Dans le cadre de ce projet, nous avons évalué l’impact de l’épandage de déchets organiques sur la spéciation et le transfert des éléments traces métalliques (ETM) présents dans les sols réunionnais. Il s’est agit de : (i) déterminer la spéciation des ETM des sols de La Réunion et son évolution suite à l’apport de déchets organiques puis (ii) de quantifier la mobilité des ETM entre les différents compartiments : sol, plante et eau. Pour cela, trois sols, naturellement riches en ETM, ont été sélectionnés afin de représenter la diversité des conditions pédologiques rencontrées à l’échelle de l’île de La Réunion ainsi que deux déchets organiques (compost de déchet vert et lisier de porc) avec des propriétés contrastées.

 

L’ensemble des résultats qui concernent la spéciation des ETM dans les sols sont cohérents entre eux quelque soit la méthode utilisée (chimique ou spectroscopique). En effet, ils permettent de montrer que malgré les concentrations élevées en ETM des sols étudiés, les ETM ne sont pas ou peu mobiles et biodisponibles. Malgré des évolutions importantes des propriétés physico-chimiques (acidification et augmentation de la salinité), nous n’avons pas détecté d’augmentation de la fraction échangeable des ETM au cours des incubations. Autrement dit, la minéralisation de la MO des déchets organiques ne se traduit pas par le relargage d’une quantité d’ETM significative, ou si ce phénomène a lieu les ETM sont rapidement piégés par les phases minérales ou organiques présentent dans le sol. Les expériences conduites en colonnes de sol ou in situ sur des parcelles expérimentales donnent des résultats concordants : l’épandage de lisier de porc se traduit par une accumulation de Cu et Zn dans les premiers centimètres du sol et nous n’avons enregistré aucune mobilisation des ETM présents dans les sols.

Durée du projet: 
3 ans
Etat d'avancement: 
Terminé
Les articles scientifiques et thèses :
 
  • Legros S., Doelsch E., Masion A., Rose J., Borschneck D., Proux O., Hazemann J.L., Saint Macary H., Bottero J.Y. 2010. Combining Size Fractionation, Scanning Electron Microscopy, and X-ray Absorption Spectroscopy to Probe Zinc Speciation in Pig Slurry. Journal of Environmental Quality 39.
  • Doelsch E., Moussard G., Saint Macary H. 2008. Fractionation of tropical soilborne heavy metals - Comparison of two sequential extraction procedures. Geoderma, 143(1-2): 168-179.
  • Maillet P., Levard C., Spalla O., Masion A., Rose J., Thill A. 2011. Growth kinetic of single and double-walled aluminogermanate imogolite-like nanotubes: an experimental and modeling approach. Phys. Chem. Chem. Phys., 13, 2682-2689.
  • Legros S. 2008. Impact environnemental de l’épandage de déchets organiques sur les sols réunionnais : spéciation et modélisation du comportement des éléments traces métalliques (ETM). . Thèse de doctorat de l'Université de la Réunion, 236 p..
  • Doelsch E., Masion A., Moussard G., Chevassus-Rosset C., Wojciechowicz O. 2010. Impact of pig slurry and green waste compost application on heavy metal exchangeable fractions in tropical soils. Geoderma, 155, 3–4, p 390–400.
  • Levard C. 2009. Nanoparticules naturelles : imogolites et allophanes. Structure, mécanismes de croissance et capacité de rétention des éléments traces métalliques. Thèse de l'Université Paul Cézanne.
  • Doelsch E., Basile Doelsch I., Rose J., Masion A., Borschneck D., Hazemann J.L., Saint Macary H., Bottero J.Y. 2006. New Combination of EXAFS Spectroscopy and Density Fractionation for the Speciation of Chromium within an Andosol. Environmental Science & Technology, 40(24): 7602-7608 .
  • Doelsch E., Basile Doelsch I., Bottero J.Y., Cazevieille P., Chevassus-Rosset C., Feder F., Garnier J.M., Gaudet J.P., Legros S., Levard C., Masion A., Moussard G., Rose J., Saint Macary H. 2011. Recyclage agricole des déchets organiques dans les sols tropicaux (île de La Réunion) : quel impact sur les transferts d’éléments traces métalliques ?. Etude et Gestion des Sols, 18 (3), pp. 175-186, téléchargeable ci-dessous.
  • Levard C., Doelsch E., Rose J., Masion A., Basile Doelsch I., Proux O., Hazemann J.L., Borschneck D., Bottero J.Y. 2009. Role of natural nanoparticles on the speciation of Ni in andosols of la Reunion. Geochimica et Cosmochimica Acta 73-16, 4750–4760.
  • Levard C., Rose J., Masion A., Doelsch E., Borschneck D., Olivi L., Dominici C., Grauby O., Woicik J.C., Bottero J.Y. 2008. Synthesis of Large Quantities of Single-Walled Aluminogermanate Nanotube. Journal of American Chemical Society, 130(18): 5862-5863.
Fichier(s) attaché(s)Mise à jourTaille
GESSOL2_RapportFinal_EDoelsch.pdf18/10/20112.39 Mo
Doelsch_EGS_2011.pdf22/02/2012534.06 Ko