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Enjeux sanitaires et environnementaux de l’agriculture périurbaine de Dakar,
Sénégal
Semaine sur l’agriculture urbaine HEPIA
Anne Gueye-Girardet, UNITERRE
IFAN-Université
Cheikh Anta Diop
Dakar
18 septembre 2012
Sommaire de la présentation
Introduction
Irrigation par des eaux usées domestiques non
traitées/eaux saumâtres: salinisation/alcalinisation, fertilité
Salinisation et azote
Enquêtes. Indicateurs qualitatifs du risques pour la
nappe phréatique
Risques environnementaux sur les ressources en sols
Risques environnementaux sur les ressources en eau
Risques liés aux pesticides
sites d’étude et approche d’analyse de la durabilité de
l’agroécosystème urbain; caractéristiques socio-écon.
Gestion de la durabilité de l’AU, perspectives
Mitigation des risques
Intro
Risques sanitaires (bactério + parasito) Eaux, légumes, étude épidémiologique
Projet interdisciplinaire partenariat N-S
H.-R.Pfeifer 1, D.Balde 2, N. Chaudhuri 3, M.L. Diagne 4, K. Diarra 5, Y. Dieng 6, F.
Favre 1, M.L. Gaye 5 , M. Gaye 4 , A. Gueye-Girardet 1, R. Jaubert 1, M.L. Ndiaye 7,9, S. Niang 7, Y. Niang 8, S.Niassy 5, R. Peduzzi 9, A. Sall 10, 4, B. Sarr 7
1) Faculté de Geosciences et de l’Environnement, Université de Lausanne, 2) Ministère de la santé et de la prévention médicale, Dakar, Senegal 3) South Riverdale Community Health Centre, University of Toronto 4) ENDA Rup, Dakar, Senegal ; 5) Faculté des Sciences et Techniques, UCAD,
Dakar, Senegal ; 6) Faculté de Médecine, University C.A. Diop, Dakar, Senegal 7) IFAN, University C.A. Diop, Dakar, Senegal 8) Institut Sénégalais de Recherches Agricoles, Dakar, Senegal 9) Faculté des Sciences, Université de Genève, Switzerland 10) Centre de Suivi Ecologique, Dakar, Senegal
-1-Titre de la présentation
Question principale: Est ce que l’AU de Dakar peut être durable avec une
irrigation par des eaux usées ?
Enjeux de l’agriculture urbaine dans les pays
du Sud
D’après, Milstone, Atlas de
l’alimentation dans le Monde
(2003)
Intro
SANITAIRE
ODM 1, lutte contre la
pauvreté et la faim.
sécurité alimentaire,
autonomie locale, qualité sanitaire
de la production, diversité de l’alimentation
Enjeux de l’agriculture urbaine dans les pays
du Sud (2)
ENVIRONNEMENTAUX
fertilité des sols, qualité de
la nappe, possibilités de
recyclage de déchets
urbains (nutriments, 2ème
cycle de l’eau), maintien
d’espaces verts et de
biodiversité, efficience
énergétique
ECONOMIQUES
emplois, conditions des femmes, sécurité foncière
SOCIAUX
Cadre de vie, accès à l’eau, formation et
responsabilisation des producteurs, vision à long
terme
Intro
urb
aD
TK
Méthodologie
Approche bio-géochimique: Contribuer à une meilleure
connaissance des processus de
transfert de polluants, des nutriments
et de l’eau à l’échelle des parcelles
cultivées.
Intro
Analyse globale
de la durabilité de
l’agroécosystème
Réseau de piézomètres, toposéquences en fonction des pratiques et suivi de parcelles pendant la période
culturale, analyse d’intrants (eaux d’arrosage et fumiers).
Enquêtes
individuelles,
Analyse qualitative de
flux et risques
Agro-écosystème urbain
140 ha cultivés
Maraîchage: laitue,
tomates, aubergines
locales, oignon,
choux.
AU : 40-60% de la
demande de Dakar de
ces produits
23% parcelles Pikine
irriguées avec eaux
usées
0.1 hectare/ exploit.
moyenne , 1500 prod+
ouvriers, bana banas,
transporteurs, etc…
Rendements
aléatoires
2500Frs marge
bénéficiaire annuelle
Producteurs non
propriétaires
Intro
AGRO-ÉCOSYSTÈME
URBAIN
Sites de production urbaine
Dakar 3 millions hab.
(12’000 hab/km2 Pikine)
Déficit approvisionnement
eau potable
Intro
Dakar: total precipit. 400 mm, mean temp. 25 °C
0
50
100
150
200
250
300
Jan
Feb Mar
Apr
Mai
Jun
Jul
Aug
Sep O
ctNov
Dec
0
5
10
15
20
25
30
mm
temp °C
Production intensive à haute valeur ajoutée
Salads (lettuce)
Tomato
Jaxatus (bitter egg plant)
Ognion
Sweet potato
Peppermint
1980 2010
Urbanisation des Niayes de Dakar
Thiaroye, Pikine
1940
Thiaroye, Pikine
2010
AU Pikine
AU Patte d’Oie
Intro
Eaux d’irrigation
N-NH4: 125 mg/L
Norg: 40 mg/L
Corg: 90 mg/L
PO4: 50 mg/L
K: 65 mg/L
CE: 3100 μS/cm
Na: 310 mg/L
Cl: 370 mg/L
SAR: 10
ARC ≥ 0
N-NO3: 62 mg/L
Norg: 10 mg/L
Corg: 20 mg/L
PO4: 25 mg/L
K: 40 mg/L
eaux usées domestiques non traitées (EU)
10 mm par jour
eaux de nappe saumâtres (ES)
Qualité des eaux médiocres, restrictions d’utilisation (critères FAO)
CE: 3300 μS/cm
Na: 300 mg/L
Cl: 400 mg/L
SAR: 10
ARC > 0
Matière org. et nutriments des EU susceptibles d’enrichir le sol?
- eau de bonne qualité
- qualité moyenne à médiocre
- qualité médiocre à mauvaise
(sols légers, lessivage)
- qualité mauvaise
(plantes résistantes, lessivage et
apport de gypse)
- qualité très mauvaise
(circonstances exceptionnelles)
Pouvoir
salinisant/alcalinisant EU
et ES similaire
Propriétés des eaux d’irrigation
Salinisation des sols
saturation du complexe org
Alcalinité résiduelle de la solution du sol
Alcalinisation: augment pH, dissolution de la mat org
Sodisation: dispersion des argiles, déstructuration des sols,
dimin perméabilité, augment érosion
Conductivité électr. Extrait saturé.
Impact sur la qualité des sols Irrigation
Sols sableux Corg 1%
N 1‰
• sodisation des sols irrigués par des eaux usées est limitée par l’ammonium présent
dans les eaux usées
• sols irrigués par EU et ES stockent moins de C et N que les sols irrigués par eau douce
• sodisation des gleysols avec irrigation par eaux saumâtres
Irrigation
Impact sur la qualité des sols
Eaux Saumâtres Eaux Usées
Caractéristiques microbiologiques des eaux d'arrosage à Pikine et Patte d'Oie
(Ndiaye et al., 2011a)
Parasites mis en évidence dans les eaux d'irrigation (Source des données (Diop,
2007)
Resp. 27 et 38% des échantillons d’eaux analysés sont contaminés à PO et Pi.
Norme OMS: 105 (2006)
(Ndiaye, 2009)
Risques sanitaires (sols, eaux)
Persistance E. Coli dans sol à 60cm en saison sèche et 2m en saison pluvieuse
Comparison of the situation on
the farms-plots, market places
and housholds shows:
Market salads are more contaminated than those on the plots Explanation: the salads are brought to the markets by women The water to refesh the salads on the market is the major source of contamination
Risques sanitaires (légumes)
(Ndiaye et
Baldé 2009)
Risques sanitaires liés à l’eau
malaria A. Issue: some people pretend that waste water
lagoons are breading sites of anopheles
(bearing the plasmodium parasite) B. Data from Senegal and Ivory
Coast show that Anopheles does
not breed in in waste-, but only in
rain water
C. Main sites
are open
street
channels and
wires used
around wells
14
Risks
Contact with water: infection with bacteria and
parasites
Contaminated vegetables; bacteria, parasites
Remediation
Health education: using
boots, gloves
Extensive treatment of the
waste water (lagooning)
Washing the salads with
desinfectant solution
Bacteria
Risques sanitaires pour les producteurs, par exposition à l’eau usée
(Chaudhuri,
2010; Baldé et
al, 2010)
Nitrates dans la nappe
- Différentiation des
sources potentielles:
Eaux usées, fosses
septiques, fertilisants
minéraux, fumiers,
pollution urbaine
- Compréhension des
processus de
transformation de
l’azote
Analyses isotopiques des nitrates
Azote
Azote 12
Origine des nitrates Différentiation eaux d’irrigation
Dénitrification lors d’irrigation
avec eaux de nappe sur
gleysols
Nitrification différentiée:
quartiers éloignés de l’AU:
enrichis en 18O: nitrification
avec oxygene du sol enrichi
D’après Kendall, 1998; Shomar, 2008; Widory, 2005; Böhlke, 2002; Fogg, 1998
Analyses isotopiques et
relations NO3 avec HCO3 et
SO4 : mise en évidence de
processus d’atténuation des
nitrates dans la nappe
Analyses statistiques :
confirmation de la signature
de l’occupation du sol dans la
nappe. avec ratio majeur/Cl,
éléments traces et
compositions isotopiques
Flux de pesticides
1 traitement du sol nématicide et/ou fongicide
avant repiquage, puis traitements préventifs
avec insecticides à large spectre d’action de la
floraison jusqu’à la récolte
Mélanges de pesticides (2-3)
Doses 2 kg/ha par application (moy)
Flux total 60 kg/ha/an
Pesticides
Indicateurs qualitatifs de risques:
EPRIP 2 et SIRIS
Hiérarchisation et non prédiction de concentrations
57 substances potentiellement
utilisées en AU
GUS: > 2.8
SIRIS: >60
EPRIP2: >4
4 pesticides utilisés avec fort potentiel de
contamination de la nappe et écotoxicité
Certains pesticides recommandés ISRA ou
autorisés par CSP: fort potentiel contamin
et/ou ecotoxicité
4 pesticides utilisés à risques moindres
2 pesticides utilisés interdits par
Convention de Rotterdam
Evaluation des risques Pesticides
Gestion de la durabilité de l’AU
• Accès à une eau d’irrigation de meilleure qualité: eau
usée traitée (moins de sels, rabattement des pathogènes et de
l’azote). Limites de l’irrigation par goutte-à-goutte dans les
arenosols (projet FAO). Lessivage des gleysols essentiel pour
éviter dégradation des sols
• Multifonctionnalité de l’AU: vente directe de légumes /
aspects récréatifs, éducatifs
• Gestion des ravageurs: Bannissement des pesticides écotoxiques et à haut risque de
contamination de la nappe. Diminution des doses: évaluation de la formation = encourageant !
Remplacement par cypermethrine et biopesticides (neem)
• Contrainte à la durabilité: la faible sécurité foncière.
Nécessaire pour une gestion des sols à long terme par les
producteurs périurbains / statut reconnu de producteur urbain
• Apport de fumiers compostés: augmentation de Corg et
Norg car ralentissement de la minéralisation, diminution du
lessivage de COD et nitrates, augmentation de la structure du
sol donc de la capacité de rétention de l’eau, augmentation de
la CEC donc de l’adsorption des nutriments, diminution de la
saturation du complexe humique par le sodium. Préféré au
gypse
Conclusion
Gestion de la durabilité de l’AU
Résultats globaux FNS
Méthode RISE, Source: Häni et al., 2002. ADAMA: un outil d’analyse de la durabilité au niveau de l’exploitation
AU Dakar
(indicatif)
Conclusion
MERCI POUR VOTRE ATTENTION!
Remerciements aux producteurs de Pikine et Patte d’Oie, à mon directeur de thèse, à tous les chercheurs du projet FNS, à tous les collaborateurs des laboratoires de l’UNIL, HES-Fr et de l’UCAD qui ont suivi ce travail
-1-Titre de la présentation
-1-Titre de la présentation
-1-Titre de la présentation
Salinisation/alcalinisation des sols
Irrigation 10
céane
puits
sodisation des sols lors d’irrigation avec des eaux de nappe saumâtres, un processus
accentué en saison sèche et lors d’années à pluviométrie déficitaire
sodisation des sols irrigués par des eaux usées est limitée par l’ammonium présent
dans les eaux usées
sols irrigués par EU et ES stockent moins de C et N que les sols irrigués par eau douce
Risques environnementaux
Risk Irrigation: Salinisation/
sodisation of the soil
Remediation
Dilute with precleaned
waste water
Overfertilisation: eutrophic
water, reduced biodiversity ?: no solution at hand!!
Contaminated drinking
waters in domestic wells
(nitrate, bacteria, pesticides)
Avoid domestic wells as
source of drinking water ->
provide a network of fresh
ground water
Reduce fertilizers
Monitoring water qualitiy
17
Conclusions
• Processus de sodisation des gleysols irrigués par ES. Attention aux années
déficitaires en pluviométrie.
Conclusion
• Dénitrification importante sur gleysol irrigués avec eau de nappe: « dépollution
naturelle de la nappe », mais production de N2O, effet de serre et destruction de
l’ozone
• Eaux usées limitent l’alcalinisation des sols, ainsi que la dénitrification
• Eaux usées n’augmentent pas le stock de N dans le sol, nitrification et lessivage
des nitrates. Signature isotopique dans la nappe
• Les fertilisants minéraux ne contribuent pas à la contamination en nitrates de la
nappe
• Parmi les pesticides utilisés, le carbofuran, le methomyl, l’ethoprophos et le
dimethoate présentent des hauts risques de contamination de la nappe et
d’écotoxicité: A bannir. produit de remplacement: cypermethrine (autorisé)
• Les flux de pesticides sont très élevés et les doses d’application sont deux fois trop
concentrées. Certains pesticides très difficiles à analyser, Sénégal et Europe !
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