Centre international d’études supérieures en sciences

Centre international drsquoeacutetudes supeacuterieures en sciences agronomiques Universiteacute Nationale Kazakh al-Farabi

THEgraveSE

Pour obtenir le grade de

Docteur

Formation Doctorale Biotechnologie Microbiologie

Eacutecole Doctorale Sciences des Proceacutedeacutes Sciences des Aliments

Preacutesenteacutee et soutenue publiquement Par

Mlle Shynar AKHMETSADYKOVA

20 juillet 2012

Titre

Impact de la pollution sur la qualiteacute du lait de chamelle au Kazakhstan

JURY Mr Xavier DOUSSET ONIRIS Nantes Preacutesident du Jury Mr Cyril FEIDT ENSAIA Nancy Rapporteur Mr Bruno RONCHI Tuscia University Rapporteur Mr Bernard FAYE CIRAD Montpellier Directeur de thegravese Mme Gaukhar KONUSPAYEVA KazNU Al Farabi Co-Directeur de thegravese Mr Geacuterard LOISEAU SupAgro Montpellier Examinateur

2

RESUME Les Kazakhs sont des consommateurs traditionnels de lait drsquoespegraveces non-conventionnelles comme la chamelle Pour autant les reacutegions drsquoeacutelevage camelin dans ce pays bien que baseacutees sur un mode extensif et un accegraves agrave des ressources naturelles nrsquoen sont pas moins fragiliseacutees par les risques de pollution lrsquoenvironnement du pays eacutetant affecteacutees par la preacutesence de meacutetaux lourds pesticides et radionucleacuteides Lrsquoobjectif de la thegravese a eacuteteacute (a) drsquoeacutevaluer lrsquoimpact de cette pollution sur la qualiteacute du lait de chamelle et du shubat (lait fermenteacute) et (b) drsquoeacutevaluer les capaciteacutes de deacutetoxification des produits laitiers

Pour aborder la question de lrsquoimpact de la pollution plusieurs niveaux drsquoanalyses ont eacuteteacute mis en œuvre (i) A lrsquoeacutechelle reacutegionale des cartes drsquoindice de pollution ont eacuteteacute eacutetablies autour de 13

fermes de zones pollueacutees (Almaty Sud Kazakhstan Atyraou et Kyzylorda) afin de comparer le niveau de pollution des diffeacuterentes matrices (sol eau plante) selon la distance aux sources de pollution

(ii) A lrsquoeacutechelle des matrices environnementales (sol plante eau) deux meacutetaux lourds majeurs (Pb et Cd) ont eacuteteacute deacutetermineacutes dans les eacutechantillons de sols (776-13108 ppm et 008-039 ppm respectivement) lrsquoeau (Pb entre 59-136 ppm et Cd 005-025 ppm) les plantes (050-230 ppm et gt005-056 ppm respectivement) Un lien entre indice de pollution et meacutetaux dans les sols a eacuteteacute observeacute montrant lrsquoimpact de la proximiteacute et de la nature des sources de polluants sur la contamination des sols On observe eacutegalement une correacutelation eacutetroite entre teneur en Pb et Cd au sein des diffeacuterentes matrices Cependant les teneurs dans le sol sont indeacutependantes des teneurs dans lrsquoeau ou les plantes Les teneurs en pesticides dans lrsquoeau sont infeacuterieures agrave celles des normes internationales Dans les fourrages les teneurs en DDT et ses deacuteriveacutes ont eacuteteacute plus eacuteleveacutees que dans le sol Cela signifie que les reacutesidus de pesticides peuvent ecirctre eacutegalement drsquoorigine atmospheacuterique et donc inhaleacutes par les animaux

(iii) Dans le lait et le shubat la concentration en meacutetaux lourds dans cinq reacutegions (Almaty Atyraou Kyzylorda Taraz et Sud Kazakhstan) a eacuteteacute en moyenne faible en Cu (lt 005 ppm) normale en Zn (pregraves de 5 ppm) et Cd mais un peu eacuteleveacutee pour Pb Nos reacutesultats ont eacuteteacute relativement eacuteleveacutes pour le DDT total dans le lait de toutes les reacutegions sauf Kyzylorda et supeacuterieurs pour le HCH total dans le lait des reacutegions drsquoAlmaty et drsquoAtyraou

(iv) Les relations entre environnement et lait ont eacuteteacute testeacutees montrant lrsquoabsence de lien entre contamination de lrsquoenvironnement en meacutetaux lourds et celle du lait et shubat Aucune relation non plus nrsquoa eacuteteacute observeacutee pour les pesticides agrave lrsquoexception du lindane et 44-DDD Pour tester lrsquoeffet deacutetoxifiant il a eacuteteacute proceacutedeacute en deux eacutetapes Drsquoabord lrsquoisolement et

lrsquoidentification des souches de bacteacuteries lactiques (BAL) du afin de tester leur capaciteacute agrave fixer Pb et Cd Au total 138 souches ont eacuteteacute isoleacutees agrave partir de 25 eacutechantillons laitiers Une eacutetude qualitative pour deacutetecter la capaciteacute des BAL agrave fixer les meacutetaux lourds a eacuteteacute reacutealiseacutee Parmi 118 souches testeacutees seules 51 drsquoentre elles nrsquoont cultiveacute ni Pb ni sur Cd 36 ayant eu la capaciteacute de fixer Pb ou Cd et 9 les deux Les 45 souches montrant les meilleurs reacutesultats ont eacuteteacute retenues pour identification par des meacutethodes moleacuteculaires (rRNA16S) Selon les reacutesultats de seacutequenccedilage la plupart de souches appartiennent aux genres Enterococcus Lactobacillus secondairement Lactococcus et Leuconostoc Dans un second temps un test physiologique (in vivo) a eacuteteacute reacutealiseacute sur 80 cobayes diviseacutes en 8 groupes traiteacutes par le Pb et des souches de BAL La quantiteacute de

3

Pb dans les fegraveces des groupes traiteacutes par le lait fermenteacute ayant contenu ou pas du Pb eacutetait relativement eacuteleveacute par rapport aux groupes teacutemoin et celui recevant de lrsquoeau enrichie de Pb (groupe Pb) La distribution du Pb dans les organismes de cobayes du groupe EauPb srsquoest reacuteveacuteleacutee dans lrsquoordre croissant rategt sanggt cœurgt poumonsgt foiegt reins Il nrsquoy aucune correacutelation significative entre les organes Les reacutesultats obtenus sur lrsquoidentification des souches isoleacutees ont donneacute les possibiliteacutes drsquoeacutetudier celles responsables de la transformation du lait en Shubat de reproduire un proceacutedeacute de fabrication proche de la fermentation artisanale avec des souches qui jouent un rocircle important dans la deacutetoxification Mots cleacutes lait de chamelle pollution meacutetaux lourds pesticides bacteacuteries lactiques ABSTRACT The Kazakh people are traditional consumers of milk from non-conventional species like camel However the camel-rearing areas in this country although based on an extensive mode and an access to natural resources are affected by the risks of pollution the environment of the country being affected by the presence of heavy metals pesticides and radionuclides The objective of the thesis was (a) to evaluate the impact of this pollution on the quality of the camel milk and shubat (fermented milk) and (b) to evaluate the ability of detoxification by the dairy products To answer to the question of the impact of pollution several levels of analyses were implemented

(i) At the regional level maps of pollution index were established around 13 farms from polluted zones (Almaty Southern Kazakhstan Atyrau and Kyzylorda) in order to compare the level of pollution of the various matrices (soil water plant) according to the distance to the polluting sources

(ii) On environmental matrix level (soil plant water) two major heavy metals (Pb and Cd) were determined in the soil (776-13108 ppm and 008-039 ppm respectively) water (Pb 59-136 ppm and Cd 005-025 ppm) the plants (050-230 ppm and gt005-056 ppm respectively) samples A correlation between pollution index and metals in soils was observed showing the impact of the proximity and the nature of the polluting sources on the contamination of the soils A close correlation between Pb and Cd content within the various matrices was also observed However the contents in the soil were independent of the contents in water or plants The contents of pesticides in water were lower than those of the international standards In fodder the DDT and its derivatives were higher than in the soil That means that the pesticides residues can be also of atmospheric origin and thus inhaled by the animals

(iii) In milk and the heavy metal concentration in five areas (Almaty Atyrau Kyzylorda Taraz and South Kazakhstan) was on average low in Cu (lt 005 ppm) normal for Zn (nearly 5 ppm) and Cd but a little high for Pb Our results were relatively high for the total DDT in the milk of all the areas except Kyzylorda and superiors for the total HCH in the milk of Almaty and Atyrau areas

(iv) The relations between environment and milk were tested showing the absence of link between environmental contamination of the heavy metals and that of milk and shubat No relation either was observed for the pesticides except for lindane and 44-DDD

To test the detoxification effect it was preceded in two stages initially the isolation and identification of the strains of lactic bacteria (LAB) of the shubat in order to test their capacity to fix Pb and Cd On the whole 138 strains were isolated starting from 25 dairy samples A qualitative study to detect the capacity of the LAB to fix heavy metals was carried out Among 118 tested strains only 51 of them grew neither on Pb nor on Cd 36 having had the capacity to fix Pb or Cd and 9 both The 45 strains showing the best results were retained for identification by molecular methods

4

(rRNA16S) According to results of sequencing the majority of strains were of genus Enterococcus and Lactobacillus secondarily Lactococcus and Leuconostoc In the second time a physiological test (in vivo) was carried out on 80 guinea-pigs divided into 8 groups treated by strains of LAB containing or not some Pb The quantity of Pb in feces of the groups treated by fermented milk having contained or not Pb was relatively high compared to the reference groups and that receiving from the water enriched by Pb (Pb group) The distribution of Pb in the organs of guinea-pigs of the Pb group appeared in the ascending order spleengt bloodgt heartgt lungsgt livergt kidneys There was no significant correlation between organs

The results obtained on the identification of the isolated strains gave the possibilities of studying those responsible for the milk processing into Shubat to reproduce a manufacturing process close to artisanal fermentation with the strains which play an important part in detoxification Keywords pollution camel milk heavy metals pesticides LAB

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REMERCIEMENTS

Je tiens agrave remercier particuliegraverement mes directeurs de thegravese Bernard Faye

Gaukhar Konuspayeva et Geacuterard Loiseau Qui mrsquoont aideacutee agrave faire mon chemin de

la licence agrave la thegravese Leur rocircle dans ma formation comme speacutecialiste de ma

personnaliteacute et de ma vie professionnelle est eacutenorme Lrsquoimportance de chacun

drsquoeux comme grandes personnes maicirctres et professionnels dans leur domaine a

eacuteteacute une grande chance pour moi

Merci aussi mrsquoavoir fait deacutecouvrir lrsquohistoire la culture les traditions et la

gastronomie de la France Merci pour votre grande hospitaliteacute votre disponibiliteacute

votre soutien

Vous resterez agrave mes yeux comme des personnes entiegraveres et pleines de talents aussi

bien dans la recherche que dans les relations humaines Merci beaucoup agrave tout ce

que vous avez fait pour moi

Je voudrais eacutegalement remercier M Didier Montet pour mrsquoavoir si bien accueillie

au sein de son eacutequipe

Je voudrais eacutegalement remercier le professeur de lrsquouniversiteacute KAZNU Anatolii

Ivachshenko pour son soutien ses conseils et son aide

Mes remerciements srsquoadressent agrave lrsquoambassade de France drsquoAlmaty au Kazakhstan

agrave Mr Johan Schitterer Mesdames Lucile Giriat Noemie Larrouilh et Barbara

Gandriaux ainsi qursquoau personnel du service de coopeacuteration et drsquoaction culturelle

pour leur appui leur accueil leur disponibiliteacute et leur soutien financier Je ne dois

pas non plus oublier lrsquoassociation GALA dont lrsquoappui financier a eacuteteacute deacuteterminant

pour reacutealiser un certain nombre drsquoanalyses

Je souhaite aussi remercier les eacutetudiantes qui ont travailleacutees avec moi dans le

cadre de ma thegravese Maela Le Guillou Meacutelanie Beaulaigue et Marine Rohmer sans

qui je nrsquoaurais pas pu reacutealiser toutes ces manips

Merci pour tous les collegravegues de laboratoire Antigen agrave Mirash Aliya Gulzhan N

Gulzhan R et Shattyk pour ses aides dans la reacutealisation de manips et preacutelegravevements

drsquoeacutechantillons de lait

Je remercie tous les fermiers du Kazakhstan qui mrsquoont accueillie et rendu service

en me permettant de reacutealiser cette recherche

Je nrsquooublie pas de remercier les chercheurs et theacutesards du CIRAD pour

lrsquoambiance qui a contribueacute agrave des moments drsquoeacutechanges culturels et personnels tregraves

forts

Je nrsquooublie pas non plus de remercier les chercheurs de lrsquouniversiteacute Al-Farabi et

de lrsquouniversiteacute Agraire notamment Mme Assiya Serikbayeva pour son aide et sa

disponibiliteacute

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Merci pour Isabelle Meacutetayer et Chantale Canales pour leur disponibiliteacute et aide au

CIRAD

Enfin jrsquoaimerais exprimer mes sincegraveres remerciements agrave mes parents qui mrsquoont

donneacutee leur amour et leur confiance Merci pour mon pegravere qui mrsquoa donneacute la

possibiliteacute de reacutealiser des manips dans son Laboratoire Antigen je remercie mes

fregraveres Arnur et Ernur ma sœur Naziya pour leur soutien moral leurs conseils leur

aide leurs corrections et leurs encouragements

Merci agrave tous ceux qui ont contribueacute agrave la reacutealisation de cette eacutetude

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SOMMAIRE

INTRODUCTION 13 I ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE 16

I 1 Le lait de chamelle au Kazakhstan 16 I11 Kazakhstan pays de steppes 16 I12 Le Kazakhstan est un pays de buveurs traditionnels de lait 16 I13 Consommation du lait de jument et de chamelle au Kazakhstan 18 I14 Utilisation meacutedicinale et theacuterapeutique du lait de chamelle et shubat 18 I15 Les proprieacuteteacutes du shubat 20 I16 Composition et proprieacuteteacutes physico-chimiques du lait de chamelle au Kazakhstan 20 I17 La steppe une zone eacutecologiquement menaceacutee - Impact sur lrsquoeacutelevage camelin laitier 22

I2 Les risques de contamination environnementale du lait lrsquoexemple du Kazakhstan 23

I21 Ressources naturelles au Kazakhstan 23 I22 Les contaminations environnementales au Kazakhstan et les sources de pollution potentielles 24 I23 Transfert de polluants dans la chaine alimentaire 38

I3 Les Bacteacuteries Lactiques 46 I31 Le rocircle des bacteacuteries lactiques 46 I32 Rocircle des bacteacuteries lactiques dans les produits fermenteacutes 46 I33 Les bacteacuteries lactiques et les meacutetaux lourds 47 I34 Impacts sur lrsquoabsorption dans le tractus digestif 51

II MATERIELS ET METHODES 53 II1 Identification et localisation des sources de pollutions 53

II11 Description des reacutegions deacutetude 53 II2 Analyse environnementale et spatiale 56

II21 Reacutecolte des donneacutees 56 II22 Traitement des donneacutees sous ArcGis 56 II23 Indicateurs de risques de pollution 57

II3 Collecte des eacutechantillons 58 II31 Echantillonnage du lait et du shubat 58 II32 Echantillonnage de sol 58 II33 Echantillonnage de leau 58 II34 Echantillonnage des plantes 58 II35 Codage des eacutechantillons 59

II4 Dosage des meacutetaux lourds 59 II5 Deacutetermination des Pesticides dans les diffeacuterentes matrices 60

II51 Preacuteparation des eacutechantillons extraction et purification 60 II52 Dosage des pesticides par chromatographie HPLC 60

II6 Analyses Statistiques 60 II7 Analyses microbiologiques 60

II71 Isolement des souches de Bacteacuteries lactiques 60 II72 Conservation des souches bacteacuteriennes 61 II73 Identification des souches de bacteacuteries lactiques 61

II8 Test de fixation de meacutetaux lourds sur milieu geacuteloseacute 66 II9 Quantification de la capaciteacute des souches bacteacuteriennes agrave fixer du Plomb dans lrsquoeau 66 II10 Test de fixation de plomb in vivo 67

III RESULTATS 69

8

III1 Identification et localisation des sources de pollutions Situation des fermes par rapport aux risques de pollution 69

III11 Reacutegion dAlmaty 69 III12 Reacutegion du Sud Kazakhstan 70 III13 Reacutegion de Kyzylorda 71 III14 Reacutegion dAtyraou 72

III2 Analyses des donneacutees expeacuterimentales 75 III21 Pb et Cd dans diffeacuterents matrices environnementales 75

III3 Comparaison avec lrsquoanalyse spatiale 76 III31 Teneur dans le sol 76 III32 Teneur dans lrsquoeau 77 III33 Teneur du Pb et Cd dans les plantes 77

III4 Interactions entre matrices environnementales 77 III5 Meacutetaux lourds dans le lait et shubat Pb Cd Cu et Zn (ppm) 79 III6 Teneur des pesticides organochloreacutes dans des diffeacuterentes matrices 82

III61 Teneur des pesticides organochloreacutes dans le sol 82 III62 Teneur des pesticides organochloreacutes dans lrsquoeau 82 III63 Teneur des pesticides organochloreacutes dans les plantes 83 III64 Teneur des pesticides organochloreacutes dans le lait 84 III65 Teneur des pesticides organochloreacutes dans le shubat 84 III66 Correacutelation entre les teneurs en pesticides dans lrsquoenvironnement et le lait et entre le lait et le shubat 85

III7 Les bacteacuteries lactiques et leur rocircle dans la deacutetoxification 87 III71 Caracteacuterisation et Identification des flores lactiques du lait et du shubat 87 III72 Etude qualitative de la capaciteacute des bacteacuteries lactiques agrave fixer les meacutetaux lourds 87 III73 Identification des souches isoleacutees agrave partir du lait et shubat 88 III74 Etude quantitative de fixation dans lrsquoeau additionneacutee par le Pb 92 III75 Test physiologique (in vivo) et analyses des organes cibles 93

IV DISCUSSION 96 IV1 Situation des fermes par rapport aux risques de pollution 96 IV2 Pb et Cd dans les diffeacuterentes matrices environnementales 96

IV21 Pb et Cd dans le sol 96 IV22 Pb et Cd dans lrsquoeau 99 IV23 Pb et Cd dans les plantes 100

IV3 Les teneurs de meacutetaux lourds dans le lait de chamelle et shubat 104 IV31 Le cuivre dans le lait et les produits laitiers 105 IV32 Le zinc dans le lait et les produits laitiers 105 IV33 Le plomb dans le lait et les produits laitiers 106 IV34 Le cadmium dans le lait et les produits laitiers 107

IV4 Teneur des pesticides organochloreacutes dans la chaicircne alimentaire 108 IV41 Les teneurs dans les diffeacuterentes matrices environnementales 108 IV42 Les relations entre matrices 111

IV5 Les bacteacuteries lactiques et leur rocircle dans la deacutetoxification 112 IV51 Inventaire des bacteacuteries lactiques dans le lait de chamelle et le shubat 112 IV52 Fixation du Pb et du Cd par les souches de bacteacuteries lactiques isoleacutees 113 IV53 Test physiologique (in vivo) et analyses des organes cibles 116

V CONCLUSION 119 PERSPECTIVES 120 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 121 ANNEXES 154

9

Table des sigles et abreacuteviations ACP Analyse en composantes principales ADN Acide Deacutesoxyribonucleacuteique (DNA) ADL Acid detergent lignin (taux de lignine) AES Atomic Emission Spectrometer AMIS Ameacutelioration des Meacutethodes pour lrsquoInnovation scientifique ANOVA ANalysis Of VAriance APS Persulfate drsquoAmmonium BET Bromure drsquoEthidum BLAST Basic Local Alignment Search Tool BREDL Blue ridge environmental defense league CE Communauteacute europeacuteenne CEI Communauteacute des Etats Indeacutependants CIAA Chloroforme Alcool Iso-Amylique CIRAD Centre de coopeacuteration Internationale et de Recherche Agronomique pour le

Deacuteveloppement CITES Convention sur le Commerce International des Espegraveces de faune et de flore sauvages CNRS Centre National pour la Recherche Scientifique CRDP Centre reacutegional de documentation peacutedagogique dATP Deacutesoxyadeacutenosine Triphosphate dCTP Deacutesoxycytidine Triphosphate DGGE Denaturing Gradient Gel Electrophoresis dGTP Deacutesoxyguanosine Triphosphate dNTP dATP + dCTP + dGTP + dTTT dTTP Deacutesoxythymidine Triphosphate DDE Dichlorodiphenylethylene DDT Dichlorodiphenyltrichloroethane DDD Dichlorodiphenyldichloroethane EDTA Ethylegravene Diamine Teacutetra-Aceacutetate EMVT Elevage et Meacutedecine Veacuteteacuterinaire des Pays Tropicaux FAO Organisation des Nations Unies pour lrsquoAlimentation et lrsquoAgriculture GPS Global Positioning system HCH Hexachlorocyclohexane HPLC High Performance liquid Chromatography

IARC International agency for research on cancer ICP Inductively Coupled argon Plasma Kb KiloBase LMC Limite Maximale Concentration MATAB Mixed Alkyl Trimethyl Ammonium Bromide MAT Matiegravere Azoteacutee Totale MM Matiegravere mineacuterale MRS Milieu de Man Rogosa et Sharpe MS Matiegravere Segraveche NaAc Aceacutetate de sodium NAD Nicotinamide adeacutenine dinucleacuteotide NCBI National Center for Biotechnology Information Databases OMS (WHO) Organisation Mondiale pour la Santeacute OTAN Organisation du Traiteacute de lrsquoAtlantique Nord pB Paire de Bases PBDE Polybromodipheacutenyleacutether PCB Polychlorobipheacutenyles PCDDs Polychlorodibenzo-p-dioxines PCDFs Polychlorodibenzo-furanes PCR Polymerase Chain Reaction PIB Produit Inteacuterieur Brut POC Pesticides Organochloreacutes POPs Polluants organiques permanents Ppb Part par billion Ppm Partie par million SAA Spectromeacutetrie drsquoabsorption atomique SDS Sodium Dodecyl Sulfate TAE Tampon Tris Aceacutetate EDTA

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TE Tampon Tris EDTA Temed N N N N-Tetramethyl-Ethylenediamine Tm Tempeacuterature drsquohybridation (melting tempeacuterature) Tris Tris-hydroxymeacutethyl-aminomeacutethane UE Union Europeacuteenne UK Royaume Uni UMR Uniteacute Mixte de Recherche UNEP United Nations Environment Programme URSS Union des Reacutepubliques Socialistes Sovieacutetiques USEPA Agence de la Protection de lrsquoEnvironnement des Etats-Unis UV Ultra Violet WGS World Geodetic System

11

INDEX DES FIGURES DES PHOTOS ET DES TABLEAUX FIGURES Figure 1 Quantiteacutes commercialiseacutees du lait et produits laitiers dans les reacutegions du Kazakhstan (milk offtakekm2) (FAO 2005a) Figure 2 Carte de leacutecologie du Kazakhstan (Diacono 2007) Figure 3 La carte du Kazakhstan diviseacutee en reacutegions Figure 4 Test de fixation de meacutetaux lourds sur le milieu geacuteloseacute (Akhmetsadykova 2008) Figure 5 Situation des fermes dans les diffeacuterentes reacutegions preacuteleveacutees Figure 6 Ferme et source de pollution dans la reacutegion drsquoAlmaty Figure 7 Fermes et sources de pollution dans la reacutegion de Sud Kazakhstan Figure 8 Fermes et sources de pollution dans la reacutegion de Kyzylorda Figure 9 Fermes et sources de pollution dans la reacutegion drsquoAtyraou Figure 10 Sources de pollution identifieacutees dans les reacutegions drsquoeacutetude Figure 11 Valeurs de diffeacuterents indicateurs par ferme Figure 12 Correacutelation entre les teneurs du Pb et Cd dans les diffeacuterentes matrices Figure 13 Correacutelation entre les Pb et Cd dans les plantes Figure 14 Liens entre le teneur en Pb et Cd dans le sol et lrsquoindicateur de pollution Figure 15 Teneur en Plomb dans le lait et shubat Figure 16 Teneur en Cadmium dans le lait et shubat Figure 17 Teneur en Plomb dans le lait et shubat Figure 18 Correacutelation des teneurs en pesticides entre le sol et le lait ou le shubat Figure 19 Correacutelation des teneurs en pesticides entre lrsquoeau et le lait ou le shubat Figure 20 Correacutelation des teneurs en pesticides entre les plantes et le lait ou le shubat Figure 21 Reacutepartition de souches isoleacutees selon leur capaciteacute agrave croitre sur des milieux additionneacutes de Pb ou de Cd et agrave fixer ces meacutetaux Figure 22 Pourcentage de plomb total fixeacute par de la biomasse segraveche de 13 souches isoleacutees de lait de chamelle et de shubat en suspension dans des solutions agrave 1 30 et 50 mg de Pb L Figure 23 Teneur en Plomb dans les fegraveces Figure 24 Teneur en Plomb dans les tissus Figure 25 Le cercle de correacutelation en teneur du Pb dans les diffeacuterentes matrices PHOTOS Photo 1 Chameau de Bactriane du Kazakhstan (photo B Faye) Photo 2 Brassage du lait de chamelle fermenteacute ou shubat (photo B Faye) Photo 3 Le lait de chamelle fermenteacute (shubat) est appreacutecieacute des consommateurs pour ses alleacutegations santeacute (Photo G Konuspayeva) Photo 4 Chameaux de Bactriane dans la steppe centrale du Kazakhstan (photo B Faye) Photo 5 Image de microscopie eacutelectronique par transmission de B longum 46 (A et B) et L fermentum ME3 (C et D) lyophiliseacutees avant et apregraves la fixation du Pb (eacutechelle barre 200nm) Photo 6 Interaction drsquoune souche avec du Pb Photo 7 Interaction drsquoune souche avec du Cd Photo 8 Gel drsquoagarose agrave 08 pour veacuterifier la qualiteacute de veacuterification de lrsquoextraction de lrsquoADN de souches de bacteacuteries lactiques isoleacutees de lait et de shubat Photo 9 Gel drsquoagarose agrave 2 de veacuterification des produits de la PCR avec les amorces 338f et 518r produisant des amplicons de 237 pb agrave partir drsquoADN extrait de bacteacuteries lactiques isoleacutees de lait de chamelle ou de shubat

12

Photo 10 Gel drsquoagarose agrave 2 de veacuterification des produits de la PCR avec les amorces W00123S1 produisant des amplicons de 1500 pb agrave partir drsquoADN extrait de bacteacuteries lactiques isoleacutees de lait de chamelle ou de shubat

TABLEAUX

Tableau 1 Proprieacuteteacutes physico-chimiques et composition du lait de chamelle au Kazakhstan (Konuspayeva 2007) Tableau 2 Risques environnementaux au Kazakhstan (Diacono 2007) Tableau 3 Seacutequence des amorces 338f et 518r utiliseacutees en PCR Tableau 4 Composition du mix PCR avec les amorces 338f et 518r (Ampe et al 1999 Leesing 2005) Tableau 5 Conditions des reacuteactions de PCR avec les amorces 338f et 518r Tableau 6 Seacutequence des amorces W001et 23S1 utiliseacutees en PCR Tableau 7 Composition du meacutelange reacuteactionnel de PCR (W001et 23S1) (volume final 50 microL) Tableau 8 Conditions des reacuteactions de PCR (W001et 23S1) Tableau 9 Indice syntheacutetique du risque de pollution des fermes seacutelectionneacutees Tableau 10 Teneur du Pb et Cd dans lrsquoeau le sol et les plantes selon les fermes Tableau 11 Teneurs en Cuivre Zinc Plomb et Cadmium dans le lait de chamelle et le shubat de 5 reacutegions du Kazakhstan (moyenne et ET en ppm) Tableau 12 Matrice de correacutelation entre les meacutetaux lourds dans le lait et le shubat Tableau 13 Teneur moyenne en pesticides organochloreacutes dans le sol dans 4 reacutegions Tableau 14 Teneur moyenne en α-HCH dans lrsquoeau dans les reacutegions du Sud Kazakhstan et Kyzylorda en ppb Tableau 15 Teneur moyenne en pesticides organochloreacutes dans les plantes des 4 reacutegions en ppm Tableau 16 Teneur moyenne en pesticides organochloreacutes dans le lait des 4 reacutegions en ppm Tableau 17 Teneur moyenne en pesticides organochloreacutes dans le shubat des 4 reacutegions en ppm Tableau 18 Les noms des souches isoleacutees du lait de chamelle et de shubat de 4 reacutegions de Kazakhstan Tableau 19 Liste des souches de bacteacuteries lactiques utiliseacutees pour lrsquoeacutetude quantitative de fixation dans lrsquoeau additionneacutee par le Pb Tableau 20 Les noms de souches utiliseacutees dans lrsquoeacutetude physiologique (in vivo)

13

INTRODUCTION

La Reacutepublique du Kazakhstan est une jeune reacutepublique drsquoAsie centrale Avant

lrsquoannexion agrave lrsquoempire sovieacutetique le peuple kazakh eacutetait nomade (Lahmar 1997) parcourant les immenses pacircturages drsquoAsie centrale pour lrsquoeacutelevage de leurs chameaux moutons et chevaux La base de leur alimentation eacutetait constitueacutee de produits animaux viande et produits laitiers La consommation de lait et de produits fermenteacutes agrave partir du lait de jument (koumis) ou de chamelle (shubat) est encore traditionnellement reacutepandue et ces produits sont connus pour leurs proprieacuteteacutes meacutedicinales reacuteelles ou supposeacutees (Konuspayeva et al 2003 Konuspayeva 2007)

Mais la steppe a subi depuis lrsquoindustrialisation massive la collectivisation de lrsquoagriculture et le deacuteveloppement minier de lrsquoeacutepoque sovieacutetique de fortes modifications de son environnement se traduisant par la pollution de lrsquoair de lrsquoeau du sol ou des veacutegeacutetaux par des eacuteleacutements chimiques (pesticides meacutetaux lourds ) mineacuteraux ou radioactifs

Aujourdrsquohui pays indeacutependant depuis 1991 le Kazakhstan continue de subir lrsquoheacuteritage de la peacuteriode sovieacutetique exploitation excessive des ressources naturelles industrialisation peu regardante sur les conseacutequences environnementales et urbanisation galopante La colonisation des laquo terres vierges raquo lanceacutee par lrsquoURSS devait permettre aux sovieacutetiques drsquoenrayer les peacutenuries alimentaires par la creacuteation de zones agricoles en deacutefrichant 40 millions drsquohectares de steppes du nord par brucirclis Apregraves quelques anneacutees de bonnes reacutecoltes les rendements se sont effondreacutes conseacutequence des irreacutegulariteacutes du climat et de la qualiteacute des sols Lrsquoeacuterosion eacuteolienne a localement deacutetruit la couche arable du sol et a augmenteacute les vents violents deacuteveloppant des tempecirctes de poussiegraveres (Lahmar 1997) Drsquoautre part lrsquoeacutelevage deacuteplaceacute par les cultures srsquoest concentreacute au centre et au sud du Kazakhstan dans des zones quasi-deacutesertiques entraicircnant un fort surpacircturage des parcours et une surexploitation des ressources naturelles A ce sinistre tableau ce sont rajouteacutes les essais nucleacuteaires sovieacutetiques 466 bombes nucleacuteaires y ont eacuteteacute exploseacutees ce qui a contamineacute une vaste partie de ce pays avec une contamination eacutequivalente agrave lrsquoirradiation de Tchernobyl pendant 4 ans

Au total le Kazakhstan a donc subit drsquoimportantes pollutions industrielles chimiques et urbaines ou lieacutees aux activiteacutes agricoles intensives (coton riz) et de graves contaminations radioactives sur le territoire De plus ce pays riche en ressources miniegraveres et peacutetroliegraveres a deacuteveloppeacute toute une eacuteconomie autour de lrsquoexploitation de ces gisements (extraction transformation)

Selon Lahmar (1997) 10 agrave 16 des terres agricoles contiennent des quantiteacutes accrues de pesticides et les sols situeacutes dans la partie orientale ougrave srsquoest deacuteveloppeacutee une industrie meacutetallurgique non ferreuse renferment des teneurs en meacutetaux lourds 2 agrave 3 fois supeacuterieures aux normes kazakhes

Il est reconnu que ces pollutions ont de nombreux effets sur les eacutecosystegravemes en geacuteneacuteral mais on srsquointerroge sur les conseacutequences de la pollution sur des animaux tels que les chameaux et sur le risque de retrouver ces pollutions dans le lait et donc dans les produits de consommation humaine (Van Der Werf 1996 Simsek et al 2000 Diacono 2007 Akhmetsadykova 2008) Non seulement cela pose un risque pour la seacutecuriteacute sanitaire mais il srsquoavegravere aussi que les mineacuteraux mineurs et les meacutetaux lourds peuvent jouer un rocircle neacutegatif sur les processus de transformation des produits laitiers (Faye 2009)

Dans ce contexte et depuis 15 ans le CIRAD collabore avec lrsquoUniversiteacute Nationale Kazakh Al-Farabi agrave Almaty pour la maicirctrise de la qualiteacute et le deacuteveloppement des produits laitiers traditionnels Dans la poursuite de ces travaux la question de

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lrsquoimpact des pollutions mineacuterales citeacutees preacuteceacutedemment sur la qualiteacute des produits est apparue essentielle drsquoautant plus que dans un eacutecosystegraveme on ne peut pas nier lrsquoexistence des interactions entre les teneurs en meacutetaux lourds dans le sol dans lrsquoeau dans les plantes et dans lrsquoair (Voutsa et al 1996) sans oublier les caracteacuteristiques propres agrave chacun de ces eacuteleacutements Les transferts de meacutetaux entre individus suivent un processus classique (dits laquo transferts trophiques raquo) comparable agrave lempilement des poupeacutees gigognes

Une eacutetude preacuteliminaire reacutealiseacutee par Emilie Diacono en 2007 a permis de faire un premier eacutetat des lieux relatif agrave la preacutesence de meacutetaux lourds et de radionucleacuteides dans lrsquoenvironnement (fourrage et eau) du lait et du shubat (Diacono et al 2008 Konuspayeva et al 2008 Akhmetsadykova 2008) Par ailleurs une croyance populaire veut que les produits laitiers non-conventionnels tels que koumis et shubat aient une action deacutetoxifiante face aux contaminations de diffeacuterentes natures Ces assertions se basent en particulier sur le rocircle des bacteacuteries lactiques qui joueraient ainsi un rocircle de protection des consommateurs Des travaux scientifiques ont en effet montreacute que certaines souches de bacteacuteries lactiques pouvaient avoir la possibiliteacute de fixer les meacutetaux lourds notamment le plomb et le cadmium (Halttunen 2007)

Le shubat est fermenteacute par des bacteacuteries lactiques qui lui apportent tous les beacuteneacutefices des probiotiques et qui pourraient avoir une incidence sur la biodisponibiliteacute des meacutetaux lourds lors de sa digestion par les consommateurs humains car certaines de ces bacteacuteries auraient la possibiliteacute drsquoadsorber ou drsquoabsorber les meacutetaux lourds qui seraient ensuite eacutelimineacutes dans les selles (Akhmetsadykova 2008)

La question se pose donc de lrsquoimpact sanitaire que peut avoir la preacutesence de ces eacuteleacutements contaminants et potentiellement toxiques en plus ou moins grande quantiteacute dans les ressources fourragegraveres des animaux drsquoeacutelevage dont nous consommons le lait et la viande Pour cela nous avons envisageacute dans ce travail de thegravese drsquoeacutevaluer les relations entre la teneur de ces eacuteleacutements dans lrsquoenvironnement les ressources pastorales dans les produits animaux puis dans une eacutetape ulteacuterieure la capaciteacute drsquoatteacutenuation des effets toxiques potentiels sur les consommateurs par lrsquoentremise des bacteacuteries lactiques des produits laitiers fermenteacutes

Les objectifs de ce travail de thegravese qui a compris quatre eacutetapes ont donc eacuteteacute les suivants

Evaluer les risques spatialiseacutes de pollution autour drsquoun eacutechantillon de fermes drsquoeacutelevage camelin Pour ce faire le travail a consisteacute agrave (i) Deacutetecter les reacutegions les plus pollueacutees du Kazakhstan ougrave lrsquoeacutelevage des chameaux est bien deacuteveloppeacute (ii) Echantillonner des fermes dans ces reacutegions seacutelectionneacutees (iii) Reacutealiser des enquecirctes aupregraves des eacuteleveurs de chameaux et construire des cartes de risque de pollution Cette eacutetape de travail reacutealiseacutee en appui agrave un meacutemoire de master (Le Guillou 2009) a permis drsquoeacutetablir des cartes drsquoindex semi-quantitatifs de pollution Dans le but drsquoeacutevaluer le devenir des contaminants le long de la chaicircne alimentaire la distribution spatiale des sources de pollution et des diffeacuterentes pressions anthropiques a eacuteteacute ainsi deacutetermineacutee autour des fermes On a chercheacute agrave eacutevaluer lrsquointensiteacute de la contamination en diffeacuterents meacutetaux lourds et eacuteleacutements-traces (plomb cadmium zinc cuivre) selon la distribution des fermes

Deacuteterminer les contaminations par les pesticides dans un eacutechantillon

de fermes drsquoeacutelevage camelin Dans cette deuxiegraveme eacutetape reacutealiseacutee en

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appui agrave un autre travail de master (Beaulaigue 2010) les teneurs en pesticides organochloreacutes dans la chaicircne alimentaire du chameau ont eacuteteacute eacutevalueacutees dans diffeacuterentes matrices autour des fermes potentiellement contamineacutees

Identifier apregraves isolement les souches de bacteacuteries lactiques issues

du lait de chamelle et des produits fermenteacutes (shubat) ayant la capaciteacute de fixer le plomb et le cadmium Dans cette eacutetape il srsquoest agi de mettre en place des tests qualitatifs pour eacutevaluer la capaciteacute de certaines souches de bacteacuteries lactiques isoleacutees agrave fixer les meacutetaux lourds

Evaluer in vivo lrsquoimpact de la capaciteacute de fixation du plomb par des

bacteacuteries lactiques sur son absorption par des cobayes Cette quatriegraveme eacutetape a consisteacute agrave mettre en place un protocole de test de fixation in vivo sur des cobayes afin de mesurer le relarguage du plomb dans les fegraveces et son accumulation dans les organes drsquoanimaux alimenteacutes avec du lait fermenteacute par des bacteacuteries lactiques caracteacuteriseacutees par leur capaciteacute agrave fixer le plomb

Il est donc attendu que ce travail donne une ideacutee de lrsquoimpact de la pollution environnementale sur la qualiteacute des produits laitiers agrave partir des contaminations releveacutees dans diffeacuterentes matrices (eau sol plante) Il est attendu eacutegalement de conforter lrsquoideacutee du rocircle potentiellement deacutetoxifiant du lait fermenteacute par des bacteacuteries lactiques capables de fixer les Pb et Cd et comme conseacutequence drsquoassurer la sureteacute alimentaire des buveurs

Les quatre eacutetapes de ce travail de thegravese seront donc exposeacutees successivement dans le preacutesent document

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I ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE

I 1 Le lait de chamelle au Kazakhstan

I11 Kazakhstan pays de steppes

Le Kazakhstan avec ses 2 717 300 kmsup2 de superficie totale (9eacuteme place

mondiale) ses 12 012 kms de frontiegravere avec la Russie la Chine le Kirghizstan lrsquoOuzbeacutekistan et le Turkmeacutenistan est situeacute au cœur de lrsquoAsie Centrale (Iskakova et Medeu 2006) Ex pays de lrsquounion sovieacutetique il est devenu indeacutependant en 1991 sa nouvelle capitale est Astana les langues officielles le Kazakh et le Russe la religion principale est lrsquoIslam

Le Kazakhstan nrsquoa pas de deacuteboucheacute maritime mais il possegravede deux mers fermeacutees la mer Caspienne et la mer drsquoAral et plus de 45000 lacs ainsi qursquoune longue chaicircne de montagnes (Altay Jungar Alatau et Tien-Shan) srsquoeacutetirant de lrsquoest au sud-est

Le climat est continental et extrecircmement marqueacute Plus de 80 de son territoire est classeacute en terres agricoles dont 80 sont des zones de pacircturages En effet le Kazakhstan est majoritairement recouvert par des deacuteserts et semi-deacuteserts au sud (44 du territoire) et des steppes au nord (26 ) de forecircts (14) (FAO 2005a) Le Kazakhstan est le 6egraveme pays au monde (apregraves lrsquoAustralie la Feacutedeacuteration de Russie la Chine les Etats-Unis et le Canada) en termes de ressources et drsquoespaces pastoraux avec plus de 180 millions drsquohectares de steppes et de zones montagneuses et le premier pays pour la surface de pacircturage par tecircte de beacutetail Au total 10 du territoire seulement est cultiveacute et les populations locales vivent traditionnellement de lrsquoeacutelevage (Diacono 2007)

Le Kazakhstan est un immense pays polyethnique (130 ethnies diffeacuterentes) ougrave vivent pregraves de 17 millions drsquoindividus drsquoorigine kazakhe (538) et russe (30) mais aussi plus minoritairement allemande ukrainienne ouzbegraveke tartare kirghize bieacutelorusse et bien drsquoautres encore La population rurale est estimeacutee а 4-5 millions drsquohabitants (Diacono 2007 Akhmetsadykova 2008)

Le Kazakhstan troisiegraveme puissance industrielle de la CEI (Communauteacute des Etats Indeacutependants) possegravede de ressources consideacuterables (peacutetrole uranium gaz et ressources mineacuterales) (Troubetzkoy 2000)

I12 Le Kazakhstan est un pays de buveurs traditionnels de lait

Les pays drsquoAsie Centrale et le Kazakhstan en particulier sont des consommateurs traditionnels de lait et la consommation per capita a constamment augmenteacute depuis lrsquoindeacutependance de 141 kghaban en 1994 agrave 217 kghaban en 2003 (Konuspayeva et Faye 2011) Les particulariteacutes de la structure de la consommation de lait sont lrsquoimportance relative du lait liquide et la consommation de lait drsquoespegraveces non-conventionnelles comme la jument et la chamelle (Konuspayeva et Faye 2011) La culture de la steppe et la tradition pastorale sont agrave lrsquoorigine drsquoune importance toujours actuelle de la consommation de lait et de produits laitiers En 2010 la production laitiegravere a augmenteacute jusqursquoagrave 52 million de tonnes (FAO 2011) soit une augmentation annuelle de 12 depuis 8 ans Pour les anneacutees 2010- 2015

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une augmentation du volume de production laitiegravere de 22 est attendue cette augmentation serait piloteacutee par la croissance permanente du secteur de commercialisation (Kazakhstan Agribusiness Report Q1 2011)

Selon lrsquoAgence Statistique du Kazakhstan les produits les plus consommeacutes dans les familles (de revenu moyen per capita) au Kazakhstan pour le deuxiegraveme trimestre de 2011 ont eacuteteacute le lait et les produits laitiers (Anonyme 1 2011) Le pourcentage de la consommation de lait et des produits laitiers dans le total acheteacute par les consommateurs change en fonction de la reacutegion du pays La consommation est plus eacuteleveacutee dans la reacutegion de Kyzyl-Orda (sud de Kazakhstan) la reacutegion Akmola (nord du Kazakhstan) alors qursquoune plus faible consommation est observeacutee au centre du Kazakhstan et agrave proximiteacute des mers Aral et Caspienne (Figure 1) (FAO 2005a)

Figure 1 Quantiteacutes commercialiseacutees du lait et produits laitiers dans les reacutegions du Kazakhstan (milk offtakekm2) (FAO 2005a)

Au 1er aoucirct 2011 pour lrsquoensemble des reacutegions le cheptel eacutequin comptait 1766 millions de tecirctes (Anonyme 2 2011) Les 12 races de chevaux du Kazakhstan sont les races kazakhes kostanaiuml kushum mugoljar pure sang drsquoeacutequitation kazakhe de type djeacutebeacute ahalteke cheval du Don russe de gros trait russe trotteur adaiuml karabaiumlr (Konuspayeva 2007)

Le Kazakhstan est un des rares pays au monde agrave eacutelever les deux espegraveces des grands cameacutelideacutes Lrsquoeacutelevage des chameaux est traditionnel et il srsquoest deacuteveloppeacute sur le territoire du Kazakhstan en raison du contexte naturel (zones semi-arides de la steppe) des habitudes ethniques et au mode de vie nomade Les kazakhs ont toujours consommeacute des produits comme la viande le lait et utiliseacute la laine de chameau (Konuspayeva et Faye 2011)

Photo 1 Chameau de Bactriane du Kazakhstan (photo B Faye)

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Au cours des 8 derniegraveres anneacutees le cheptel camelin a augmenteacute de 25 En 2004 le cheptel eacutetait estimeacute agrave 125000 tecirctes et en 2010 la population serait de 165000 tecirctes (Anonyme 3 2011) La population cameline du Kazakhstan comprend deux espegraveces le chameau de Bactriane (photo 1) race laquo Kazakhe Bactriane raquo avec ses trois types Oralbokeiumllik Kyzylorda et Ongtuumlstik Kazakhstan le dromadaire de race Arvana originaire du Turkmeacutenistan et les hybrides Le chameau de Bactriane est cependant largement majoritaire (80 du troupeau national en 2002) La race de Bactriane kazakhstanaise est particuliegraverement reacuteputeacutee pour sa productiviteacute en laine et en viande alors que les dromadaires de race Arvana se distinguent plutocirct par leur productiviteacute laitiegravere Les eacutelevages camelins mixtes sont assez courants dans tout le pays et lrsquohybridation entre les deux espegraveces est communeacutement pratiqueacutee notamment pour ameacuteliorer le rendement laitier des chamelles de Bactriane (Konuspayeva 2007)

I13 Consommation du lait de jument et de chamelle au Kazakhstan

Le lait de ces deux espegraveces non-conventionnelles est geacuteneacuteralement consommeacute sous forme de boissons traditionnelles fermenteacutees shubat (chamelle) et koumis (jument) (Konuspayeva 2007) La fermentation du lait de chamelle fait partie des traditions ethniques des peuples drsquoAsie Centrale (Konuspayeva et Faye 2011) Le lait de vache est consommeacute principalement dans les villes alors que le shubat et le koumis sont culturellement importants et consommeacutes aussi bien par la population rurale que citadine Les produits de la transformation du lait de chamelle sont speacutecifiques aux pays drsquoAsie Centrale et sont issus drsquoune technologie fort ancienne inscrite dans la tradition (Konuspayeva et al 2011a)

La fabrication de shubat et de koumis utilise des proceacutedeacutes artisanaux ou semi-artisanaux Le mode de preacuteparation peut ainsi changer selon les reacutegions et les saisons (Konuspayeva 2007) Cependant une fabrication agrave lrsquoeacutechelle industrielle existe depuis quelques anneacutees dans quelques laiteries au Kazakhstan

Au Kazakhstan le lait et les produits laitiers contribuent agrave plus de 90 au reacutegime alimentaire journalier (Photo 2) et le lait de chamelle occupe une large part soit 37 (FAO 1998) Une part importante de ce lait est donc transformeacutee (agrave 90) sous plusieurs formes commercialisables (shubat chal kourt balkaimak) (Konuspayeva et al 2003)

Photo 2 Brassage du lait de chamelle fermenteacute ou shubat (photo B Faye)

I14 Utilisation meacutedicinale et theacuterapeutique du lait de chamelle et shubat

La tradition attribue agrave ces laits des vertus theacuterapeutiques Bien que ces alleacutegations restent non veacuterifieacutees par des eacutetudes scientifiques rigoureuses ces produits entrent dans des protocoles theacuterapeutiques pour la plupart mis au point par les meacutedecins de lrsquoex URSS

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Le koumis aliment traditionnel est utilisй pour le traitement de la tuberculose ce qui reprйsente un vйritable patrimoine national de la lutte contre cette maladie La mйdecine moderne utilise le koumis en traitement combinй avec des antibiotiques Le koumis peut aussi кtre utilisй contre des maladies gastro-intestinales et diffйrentes infections Deux mille tonnes du koumis sont encore utilisйes par les йtablissements de cure contre la tuberculose (Anonyme 4 2011)

De geacuteneacuteration en geacuteneacuteration les consommateurs kazakhs de lait de chamelle ou de shubat ont attribueacute agrave ces produits des proprieacuteteacutes meacutedicinales Ce qui est aussi le cas dans de nombreux pays ougrave le lait de chamelle est reacuteputeacute avoir de nombreuses vertus theacuterapeutiques Son usage pour le traitement de la tuberculose (Urazakov et Bainazarov 1974 Mal et al 2000) de la gastroenteacuterite et des ulcegraveres du diabegravete (Mohamad et al 2009) est couramment citeacute dans la litteacuterature (Konuspayeva et al 2003) On lui reconnaicirct eacutegalement des effets immunostimulants dans le traitement de maladies graves comme le cancer (Yagil et Creveld 2000) Son effet reconstituant ses proprieacuteteacutes anti-infectieuses sont amplement souligneacutes par divers auteurs (Djangabilov et al 2000 Chuvakova et al 2000)

Le shubat riche en bacteacuteries lactiques qui renforcent les proprieacuteteacutes anti bacteacuteriennes du lait est utiliseacute pour la preacutevention et la lutte contre les diarrheacutees (Konuspayeva et al 2003) Les effets meacutedicinaux du lait de chamelle et des produits deacuteriveacutes sont connus dans le monde entier Au Sahara le beurre frais fabriqueacute avec du lait de chamelle est utiliseacute souvent dans des preacuteparations meacutedicinales Des maladies auto-immunes ont eacuteteacute traiteacutees avec succegraves en utilisant des cures de lait de chamelle En Inde le lait de chamelle est utiliseacute contre lrsquohydropisie la jaunisse les problegravemes de la rate la tuberculose lrsquoasthme lrsquoaneacutemie et les heacutemorroiumldes (Al-Awadi et Srikumar 2001) Le lait cru peut ecirctre consideacutereacute comme un antiviral contre le rotavirus humain Lrsquoeffet antiviral du shubat pourrait ecirctre expliqueacute par la preacutesence de moleacutecules produites par les bacteacuteries lactiques et les levures etou par lrsquoaction directe des bacteacuteries lactiques et des levures sur les particules virales (Chaudhary et Azeem 2004) Le lait de chamelle est aussi utiliseacute pour traiter les maladies de Crohn et de Parkinson (Anonyme 5 2011)

La faible quantiteacute en β-caseacuteine et lrsquoabsence de β-lactoglobuline expliquent les proprieacuteteacutes hypoallergiques du lait de chamelle (Konuspayeva et al 2009) Les composants proteacuteiques ayant des proprieacuteteacutes antimicrobiennes comme la lactoferrine (El-Hatmi et al 2006 El Agamy et al 1992) le lysozyme (El Agamy et al 1996) les immunoglobulines (Atarhouch et al 1997 El-Hatmi et al 2006 Levieux et al 2006) la lactoperoxydase (Sabumukama 1997 Loiseau et al 2001) sont en concentration importante dans le lait de chamelle (Photo 3)

Photo 3 Le lait de chamelle fermenteacute (shubat) est appreacutecieacute des consommateurs pour ses alleacutegations santeacute (Photo G Konuspayeva)

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Les teneurs eacuteleveacutees en vitamine C (Farah et al 1991 Mohamed et al 2005) et drsquoinsuline reacutesistant au suc gastrique (Konuspayeva et Faye 2011) sont eacutegalement des facteurs pouvant justifier lrsquousage laquo meacutedicinal raquo du lait de chamelle

Tous ces eacuteleacutements sont en effet preacutesents en quantiteacute plus importante dans le lait de chamelle et sont aussi geacuteneacuteralement plus thermoreacutesistants les IgG en particulier (Konuspayeva et al 2003 Konuspayeva et Faye 2011)

Ces observations militent donc pour supporter lrsquohypothegravese des proprieacuteteacutes laquo meacutedicinales raquo du lait de chamelle Toutefois des essais cliniques incontestables sont neacutecessaires pour eacutetayer toutes les hypothegraveses eacutemises par les consommateurs et certains scientifiques car beaucoup drsquoobservations relegravevent drsquoapproches empiriques et subjectives

I15 Les proprieacuteteacutes du shubat

Le shubat beacuteneacuteficie des avantages de la composition chimique du lait mais aussi

des avantages lieacutes agrave la fermentation lactique et agrave la preacutesence de bacteacuteries lactiques vivantes preacutesentes en grand nombre qui peuvent exprimer leurs proprieacuteteacutes probiotiques

Le shubat est un stimulateur de lrsquoactivation des secreacutetions de lrsquoestomac (augmentation de la quantiteacute de sucs gastriques) en conseacutequence de quoi il ameacuteliore les proprieacuteteacutes digestives celles-ci eacutetant mecircme supeacuterieures agrave celles obtenues par lrsquoingestion de keacutefir La microflore speacutecifique du shubat deacutepend directement de celle du lait cru des ferments utiliseacutes quand ils le sont et des conditions de la fermentation (Serikbayeva et al 2005)

Le shubat est riche en bacteacuteries lactiques qui sont en grande partie responsables de ces proprieacuteteacutes antimicrobiennes contre les germes pathogegravenes responsables de toxi-infections alimentaires (Puzyrevskaya et al 2000 Saubenova et al 2002) Le shubat est ainsi freacutequemment utiliseacute dans la preacutevention et la lutte contre les diarrheacutees Lrsquoactiviteacute inhibitrice du lait et du colostrum de chamelle ont eacuteteacute eacutetudieacutees par Benkerroum et al (2004) Bacillus cereus srsquoest montreacute reacutesistant contre lrsquoactiviteacute inhibitrice alors que Listeria monocytogenes LMG 13304 et Escherichia coli O78 K80 se sont aveacutereacutes plus sensibles Le lait de chamelle et le colostrum ont un effet bacteacuteriostatique sur Listeria monocytogenes LMG 13304 pendant les 8 premiegraveres heures

I16 Composition et proprieacuteteacutes physico-chimiques du lait de chamelle au Kazakhstan

Si dans sa composition globale le lait de chamelle diffegravere peu du lait de vache

sa composition fine se diffeacuterencie nettement des autres laits consommeacutes geacuteneacuteralement par lrsquohomme (Yagil et Creveld 2000) Comme le montrent les donneacutees du tableau 1 on note des quantiteacutes un peu plus eacuteleveacutees en mineacuteraux et en vitamines (Konuspayeva 2007 Al-Awadi et Srikumar 2001 Konuspayeva et Faye 2011) Les mineacuteraux du lait de chamelle comme Se et Fe sont associeacutes avec les fractions proteacuteiniques de faible poids moleacuteculaire Ce qui augmente leur capaciteacute digestive ou leur biodisponibiliteacute (Al-Awadi et Srikumar 2001 Saitmuratova et al 2001) Konuspayeva (2007) a montreacute que le lait de chamelle du Kazakhstan eacutetait globalement plus riche (vitamine C matiegraveres grasses calcium phosphore fer) que la plupart des laits de chamelle deacutecrits dans la litteacuterature (Tableau 1) Le rapport des acides gras insatureacutessatureacutes est en faveur du lait de chamelle compareacute au lait de vache Cette composition donne un

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avantage nutritionnel au lait de chamelle Mais sa teneur en cholesteacuterol total est plus eacuteleveacutee que dans le lait de vache (Konuspayeva et al 2008 b)

Tableau 1 Proprieacuteteacutes physico-chimiques et composition du lait de chamelle au Kazakhstan (Konuspayeva 2007)

Paramegravetres Moyenne et Ecart-

type Max Min

Matiegraveres Grasses

596 plusmn 252 2477 000

Matiegraveres Segraveches

Ecreacutemeacute 1102 plusmn 378 2954 571

Densiteacute Adeg 3397 plusmn 650 6106 1800

pH 645 plusmn 051 735 467

Dornic Ddeg 266 plusmn 152 1017 158

SHdeg 118 plusmn 68 452 70

Turner degT 265 plusmn 130 1165 17

Proteacuteines 346 plusmn 079 671 144

Lactose 300 plusmn 086 590 000

Vitamine C mgL

154 plusmn 105 435 15

Iode 1754 plusmn 1104 9169 000

Matiegraveres Azoteacutees

Totales 320 plusmn 078 563 131

Ca gL 1232 plusmn 0292 2340 0530

P gL 1003 plusmn 0217 1770 0520

Fer mgL 202 plusmn 124 1240 070

Ureacutee mgL 82 plusmn 60 291 0

Ammoniaque mgL

5 plusmn 10 46 0

Les concentrations en lactoferrine lysozyme et immunoglobulines du lait de chamelle

sont plus eacuteleveacutees par rapport aux autres laits La teneur en vitamine C est de 3 agrave 10 fois plus

eacuteleveacutee que dans le lait de vache ce qui est une des proprieacuteteacutes distinctives du lait de chamelle (El-

Agamy et al 1996 Konuspayeva 2007 Konuspayeva et al 2007 Konuspayeva et al

2008a) Cependant lrsquoespegravece la reacutegion et la saison sont des facteurs importants de variation qui

modulent la composition du lait de chamelle (Konuspayeva et al 2008a Konuspayeva et al

2008b)

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I17 La steppe une zone eacutecologiquement menaceacutee - Impact sur lrsquoeacutelevage camelin laitier

Produit dans les zones traditionnelles drsquoeacutelevage en milieu aride le lait de chamelle preacutesente de nombreux atouts qui lui confegraverent un potentiel de deacuteveloppement fort dans les zones difficiles ougrave la pauvreteacute rurale est reacutepandue En Asie Centrale sa production preacutesente moins de contraintes que celle des autres lait (vache brebis chegravevre) (Konuspayeva et al 2003) En effet les chameaux supportent bien le climat continental des reacutegions les plus arides et permettent la valorisation agricole de ces zones (Konuspayeva 2007) Il existe peu drsquoautres animaux combinant comme le chameau des productions non neacutegligeables de lait et de viande des capaciteacutes de travail et des conditions drsquoadaptation aux eacutecosystegravemes deacutesertiques Avec les changements climatiques on peut observer drsquoailleurs une tendance au changement drsquoespegraveces En effet les dromadaires suivant lrsquoaridification du milieu tendent agrave remplacer les bovins augmentant en conseacutequence leur valeur eacuteconomique Pour autant les reacutegions de preacutedilection de lrsquoeacutelevage camelin bien que baseacutees sur un eacutelevage extensif et un accegraves agrave des ressources naturelles nrsquoen sont pas moins fragiliseacutees par les risques de pollution Au Kazakhstan les troupeaux camelins sont eacuteleveacutes principalement sur les pacircturages naturels de la steppe (photo 4) dans des zones caracteacuteriseacutees par un relief deacutesert monotone de faibles preacutecipitations un grand ensoleillement et une veacutegeacutetation reacutesistante agrave la seacutecheresse soit la moitieacute sud du pays Cependant couvrant plus de 180 millions drsquohectares (Konuspayeva et al 2003) dont 75 de type deacutesert ou semi-deacutesert la steppe drsquoAsie Centrale est affecteacutee par la salinisation (35 mlns ha) rendant ces territoires inutilisables pour lrsquoeacutelevage des animaux sauf le chameau qui supporte des teneurs eacuteleveacutees en sel dans sa ration

Lrsquoenvironnement kazakh et en particulier les reacutegions steppiques sont fortement affecteacutes eacutegalement par la pollution de lrsquoair de lrsquoeau du sol ou des veacutegeacutetaux par des eacuteleacutements chimiques mineacuteraux ou radioactifs Ainsi 40 millions dha de terres vierges des steppes du nord du Kazakhstan (pregraves de 15 du territoire) ont eacuteteacute deacutefricheacutees mais se sont vite deacutegradeacutees apregraves quelques anneacutees de bonnes reacutecoltes

Photo 4 Chameaux de Bactriane dans la steppe centrale du Kazakhstan

(photo B Faye)

Dautre part leacutelevage deacuteplaceacute par les cultures sest concentreacute dans les steppes plus arides et les quasi-deacuteserts du Kazakhstan central et oriental entraicircnant un fort surpacircturage accentuant la deacutegradation des sols La steppe kazakhe a subi au cours de lrsquohistoire reacutecente des deacuteteacuteriorations importantes de son environnement par exemple les zones drsquoeacutelevage de cameacutelideacutes correspondent aux champs peacutetrolifegraveres exploiteacutes (Ouest Kazakhstan ndash pollution par les hydrocarbures) aux reacutegions ougrave sont localiseacutees les usines de traitement drsquouranium (Sud de Kazakhstan ndash pollution par les radionucleacuteides) et aux zones peacuteripheacuteriques des industries des grandes villes (Sud-ouest et Sud-est Kazakhstan ndash pollution par les meacutetaux lourds) (Konuspayeva 2007 Konuspayeva et al 2011) Toutes ces sources de pollution dont les meacutetaux lourds

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contaminent la veacutegeacutetation et donc le fourrage et lrsquoherbe en pacircturage libre (Soldberg et Steinnes 1983 Chhabra et Singh 2005) que le beacutetail consomme

Comme dans beaucoup de pays lrsquoeacutelevage des animaux au Kazakhstan se localise sur les territoires agrave proximiteacute des voies de communication comme les autoroutes ayant un trafic parfois intense La mise en pacircture sur le bord des routes est selon Bhatia et Choudhri (1996) un facteur augmentant le risque que le lait produit par ces animaux soit indirectement contamineacute en plomb par le biais de lrsquoalimentation Ce mecircme risque existe probablement lorsque le beacutetail est nourri avec les reacutesidus de cultures pour lesquelles des fertilisants phosphateacutes ont eacuteteacute utiliseacutes (Diacono 2007)

Quelques eacutetudes reacutealiseacutees au Kazakhstan ont permis de faire un eacutetat des lieux relatif agrave la preacutesence de meacutetaux lourds de pesticides et de radionucleacuteides dans lrsquoenvironnement (fourrage et eau) le lait et shubat Les reacutesultats montrent que les eacutechantillons laitiers les plus contamineacutes proviennent des reacutegions les plus pollueacutees (Diacono et al 2008 Akhmetsadykova 2008) En premier lieu cela pose un risque pour la seacutecuriteacute sanitaire mais eacutegalement sur les processus de transformation des produits laitiers (Faye 2009)

Lrsquoanimal est un eacuteleacutement bio-accumulateur dans la chaicircne trophique qursquoil transmet agrave lrsquohomme consommant ses produits (viande lait œufs miel) les polluants et reacutesidus srsquoaccumulant au cours du cycle de vie de lrsquoanimal (Simsek et al 2000 Faye 2008 Konuspayeva et al 2011a)

Comme le lait est lrsquoun des constituants majeurs de lrsquoalimentation humaine mecircme des quantiteacutes faibles en meacutetaux lourds dans diffeacuterents produits laitiers peuvent induire des problegravemes sanitaires seacuterieux (Diacono 2007) Crsquoest pourquoi les travaux sur lrsquoimpact des sources polluantes sur la qualiteacute et la production du lait de chamelle et shubat ainsi que les meacutethodes de deacutetoxification des produits laitiers pour eacuteviter la concentration des polluants dans lrsquoorganisme humain sont actuels

I2 Les risques de contamination environnementale du lait lrsquoexemple du Kazakhstan

I21 Ressources naturelles au Kazakhstan

En principe sous la deacutenomination ressources naturelles renouvelables on

comprend les ressources qui peuvent ecirctre exploiteacutees sans eacutepuisement et sont capables de se reacutegeacuteneacuterer en permanence Elles regroupent leau les sols (terres cultivables) ainsi que les ressources biologiques qui sont constitueacutees par les communauteacutes vivantes exploiteacutees par lhomme (forecircts pacircturages pecirccheries maritimes biodiversiteacute espegraveces animales et veacutegeacutetales) et par les ressources geacuteneacutetiques (varieacuteteacutes de plantes cultiveacutees et races danimaux domestiques) (Anonyme 6)

Le Kazakhstan est tregraves riche en ressources naturelles Sur son territoire se trouvent plus de 7 000 fleuves chacun de plus de 10 km Il a accegraves agrave deux lacs-mers (les mers fermeacutees de la Caspienne et drsquoAral) Ses reacuteserves drsquoeau srsquoeacutelegravevent agrave 110 km3 Sa surface terrestre est eacutenorme 2725 mlns drsquohectares dont 96 mlns de forecircts 35 mlns de terres cultiveacutees (Anonyme 7)

Durant la peacuteriode sovieacutetique les structures agricoles ont eacuteteacute collectiviseacutees et les kazakhs nomades agrave lrsquoorigine ont eacuteteacute forceacutes de se seacutedentariser Entre 1960 et 1980 des zones de pacircturage ont eacuteteacute converties en zones de cultures avec la campagne de laquoValorisation des terres viergesraquo (Lahmar 1997)

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De vastes reacutegions de lOuest Centrale et du Sud du Kazakhstan sont des semi-deacuteserts et des deacuteserts (60 du pays) et en raison du manque aigu drsquohumiditeacute atmospheacuterique ils ne peuvent ecirctre utiliseacutees que pour le pacircturage (Anonyme 8)

Le Kazakhstan reste un pays aux ressources fourragegraveres majoritairement naturelles Lrsquoalimentation de beacutetail deacutepend des pacircturages naturels et de lrsquoeau Le cheptel peut parcourir de grandes distances depuis la ferme pour se nourrir En eacuteteacute les troupeaux montent sur les montagnes et en hiver en descendent et se deacuteplacent dans les endroits plus chauds Pendant toute lrsquoanneacutee les animaux paissent sur les pacircturages naturels sauf en hiver ougrave lrsquoanimal peut recevoir des ceacutereacuteales Les ressources fourragegraveres naturelles repreacutesentent plus de 10 millions dhectares Pour assurer agrave la population humaine la fourniture de produits drsquoanimaux sains il faut controcircler la qualiteacute et la sucircreteacute des fourrages consommeacutes

I22 Les contaminations environnementales au Kazakhstan et les sources de pollution potentielles

Certains endroits en Asie Centrale sont contamineacutes par des composants

toxiques comme les radionucleacuteides meacutetaux lourds et polluants organiques permanents (POPs) (Faye and Sinyavskiy 2008 Konuspayeva et al 2011a)

Le Kazakhstan est par endroits en situation de ldquocrise eacutecologiquerdquo agrave cause des activiteacutes anthropogegravenes (lrsquoextraction des mineacuteraux et meacutetaux deacutechets militaires irradiation agriculture intensive etc) (Konuspayeva et al 2009) et des facteurs naturels (eacuterosion migration de criquets etc) avec tous les inconveacutenients comme la contamination de lrsquoenvironnement la diminution de la biodiversiteacute et les deacuteregraveglements climatiques I221 Contaminations environnementales

Figure 2 Carte de leacutecologie du Kazakhstan (Diacono 2007)

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La figure 2 repreacutesente la reacutepartition des diffeacuterentes sources de pollution et de contamination environnementale au Kazakhstan Le tableau 2 met en avant les diffeacuterents risques eacutecologiques auxquels le Kazakhstan est soumis (Diacono 2007)

Tableau 2 Risques environnementaux au Kazakhstan (Diacono 2007)

Ressources miniegraveres et industries Les matiegraveres premiegraveres mineacuterales et les combustibles fossiles sont des

ressources non renouvelables qui proviennent de gisements formeacutes au cours de lhistoire geacuteologique de la Terre et correspondant agrave un stock par essence mecircme eacutepuisable (Anonyme 9)

Les ressources naturelles du sous-sol sont lrsquoune des richesses principales du Kazakhstan qui le placent au 6egraveme rang mondial des reacuteserves en ressources naturelles (Anonyme 10) Troisiegraveme puissance industrielle de la CEI le Kazakhstan possegravede drsquoeacutenormes gisements mineacuteraux un secteur agricole grandissant et innovant et une industrie peacutetroliegravere et gaziegravere arrivant agrave maturiteacute qui ont donneacute au Kazakhstan une longueur drsquoavance sur ses voisins drsquoAsie Centrale au niveau eacuteconomique (Service dexportation agroalimentaire de Canada 2007) Le Kazakhstan exporte ses ressources naturelles sur les marcheacutes internationaux laquoagrave travers lIran par la mer Caspienne agrave travers la Chine vers loceacutean Pacifique et loceacutean Indien ou vers lEurope agrave travers la Turquieraquo (Anonyme 11)

La meacutetallurgie

Au Kazakhstan les mines de meacutetaux ont beaucoup souffert de leffondrement des relations commerciales apregraves le deacutemembrement de lUnion Sovieacutetique Gracircce agrave des investissements eacutetrangers ce secteur montre des signes de reprise Une demande stable en Asie orientale a aideacute le secteur des meacutetaux et des mineacuteraux agrave remonter la pente (Service dexportation agroalimentaire du Canada 2007)

Lindustrie meacutetallurgique est responsable de plus de 15 de la production industrielle totale du Kazakhstan y compris 44 de la meacutetallurgie lourde et 109 de la meacutetallurgie leacutegegravere (Anonyme 12) Le Kazakhstan exporte essentiellement les meacutetaux ferreux et non-ferreux (35 ) et les produits mineacuteraux (34 du volume total des exportations) En 2009 le Kazakhstan a principalement exporteacute des produits

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mineacuteraux 74 et des meacutetaux 127 Les gisements mineacuteraux sont superficiels et sont exploiteacutes agrave ciel ouvert Le complexe meacutetallurgique du Kazakhstan comprend lextraction le raffinage et la fusion de diffeacuterents meacutetaux (Anonyme 13)

Au total 99 eacuteleacutements des 110 de la table des eacuteleacutements chimiques de Mendeleiumlev ont eacuteteacute trouveacutes dans le sous-sol du Kazakhstan dont 70 sont exploiteacutes On en extrait et utilise 60 Le peacutetrole le gaz lrsquouranium le zinc le tungstegravene le borite lrsquoargent le plomb les chromites le cuivre les fluorites le molybdegravene lrsquoor sont parmi les plus abondants La richesse en mineacuteraux et matiegraveres premiegraveres de la Reacutepublique du Kazakhstan comprend 5004 gisements pour une valeur estimeacutee agrave environ 46 trillions USD

Agrave lrsquoeacutechelle mondiale le Kazakhstan est le plus grand producteur de tungstegravene et selon ses stocks et ses reacuteserves de plomb et du fer il est au premier rang mondial Il est eacutegalement parmi les premiers rangs pour ses reacuteserves mondiales drsquouranium 50 des reacuteserves de lrsquoex-URSS et entre 15-19 des reacuteserves mondiales drsquouranium selon diverses estimations (Anonyme 14 Panin 2002)

Le pays est le deuxiegraveme producteur selon les stocks des minerais phosphoriques et de chrome (30 des reacuteserves mondiales) de zinc et drsquoargent Le Kazakhstan occupe le troisiegraveme rang apregraves les Emirats Arabes Unis et lUkraine en termes de reacuteserves de minerai de manganegravese (25 des reacuteserves mondiales totales) et la septiegraveme place au plan de lextraction Quatriegraveme producteur mondial pour le molybdegravene cinquiegraveme reacuteserve mondiale de cuivre huitiegraveme pour les stocks totaux du minerai de fer (166 milliards de tonnes) apregraves le Breacutesil lrsquoAustralie le Canada les Eacutetats-Unis lrsquoInde la Russie et lrsquoUkraine le Kazakhstan se place aussi parmi les vingt plus grands producteurs mondiaux de fonte et dacier Parmi les pays de la CEI le Kazakhstan est le troisiegraveme plus grand producteur dacier brut et fini apregraves la Russie et lUkraine Il dispose eacutegalement de reacuteserves conseacutequentes de meacutetaux rares comme le bismuth cadmium beacuteryllium osmium gallium et des meacutetaux preacutecieux lrsquoor drsquoautres minerais rares ainsi que des diamants (Anonyme 12) La production du cuivre raffineacute atteint le volume de 3 millions de tonnes et celle du titanium agrave 11 000 tonnes (Anonyme 7)

Plus de 100 gisements de charbon sont exploiteacutes sur le territoire du Kazakhstan Il est aussi riche par les reacuteserves des matiegraveres premiegraveres chimiques des gisements les plus riches des sels potassiques et autres des borates des deacuteriveacutes du brome des sulfates des phosphorites diverses matiegraveres premiegraveres pour lrsquoindustrie de peinture et de vernis Les reacuteserves eacutenormes de pyrite dans les minerais polymeacutetalliques permettent drsquoorganiser largement la production de lrsquoacide sulfurique et drsquoautres produits chimiques (Anonyme 10)

Les industries meacutetallurgiques sont localiseacutees dans les diffeacuterentes reacutegions du pays La meacutetallurgie du cuivre est deacuteveloppeacutee dans le Centre (Balkhach Jezqazghan mines et usines meacutetallurgiques etc) et dans lEst du Kazakhstan (Deep) Lrsquoindustrie du plomb et du zinc dans lEst (Oust-Kamenogorsk lIrtych) et le sud du Kazakhstan (Tekeli et Chymkent) Celle de laluminium dans le nord (mine de bauxite agrave Arqalyk production dalumine et daluminium agrave Pavlodar) Lrsquoindustrie du fer est localiseacutee dans la reacutegion de Koustanaiuml et de Karaganda Citons eacutegalement le chromite (reacutegion Aqtoumlbe) et le minerai de manganegravese (Manguychlak Zhezdy) le cuivre (dans la partie centrale et lEst du Kazakhstan) les minerais de nickel (Mugodzhary) or titane molybdegravene et autres meacutetaux de base les phosphates (deacutepocircts Karataou et la reacutegion Aqtoumlbe) sels de sodium et de potassium (mer dAral Balkhach etc) le charbon et le lignite (Karaganda Ekibastouz)

Lrsquoindustrie chimique comprend la production de sels de sodium et de potassium de phosphate pour les engrais (Zhambyl Chymkent Aqtoumlbe) les engrais azoteacutes (Karaganda) lacide sulfurique (Chymkent Oust-Kamenogorsk Balkhach) baseacutee sur lutilisation des ressources locales de matiegraveres premiegraveres mineacuterales (phosphate de

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roche sel) et les deacutechets de la meacutetallurgie ferreuse et non ferreuse (coke et de dioxyde de soufre) (Anonyme 13) Crsquoest dire lrsquoimportance des ressources miniegraveres dans le pays ainsi que des industries fournisseuses de deacutechets de toute nature soit autant de sources potentielles de pollution

Lrsquoexploitation de ces ressources nrsquoest pas sans conseacutequences sur lrsquoenvironnement

Une des activiteacutes les plus polluantes est celle des centrales eacutelectriques alimenteacutees en charbon de mauvaise qualiteacute (Diacono 2007) Linstallation des industries meacutetallurgiques durant la peacuteriode sovieacutetique a contribueacute agrave de hauts niveaux deacutemission de CO2 et agrave des taux eacuteleveacutes de contamination des riviegraveres du pays par les meacutetaux lourds et autres substances toxiques (Brummel 2008) Les fumeacutees eacutemises par les industries contiennent certains deacuteriveacutes de meacutetaux lourds qui sont ainsi libeacutereacutes dans le milieu exteacuterieur Entre 1990 et 1999 les eacutemissions dans latmosphegravere ont eacuteteacute reacuteduites de moitieacute (de 4 agrave 2 millions de tonnes) ce qui a eacuteteacute principalement ducirc agrave la reacuteduction des activiteacutes industrielles La reacutecente reprise de ces activiteacutes avec le deacuteveloppement de la coopeacuteration entre lEtat kazakh et des firmes eacutetrangegraveres a entraicircneacute une hausse constante des eacutemissions En 2003 la quantiteacute totale de rejets de substances polluantes provenant de sources stables dans latmosphegravere eacutetait de 29 millions de tonnes (dont 07 sous forme solide) Les eacutemissions avaient augmenteacute de 19 par rapport agrave 2002 (Ministegravere de lenvironnement de la Reacutepublique du Kazakhstan 2007)

Les techniques drsquoexploitation miniegravere utilisent des meacutethodes archaiumlques La pollution atmospheacuterique est eacutegalement la conseacutequence de laugmentation annuelle du parc automobile et de lutilisation dune essence au plomb Les rejets provenant de sources mobiles (transports principalement) sont importants il y aurait eu 1190 milliers de tonnes rejeteacutees dans latmosphegravere en 2003 (Ministegravere de lenvironnement de la Reacutepublique du Kazakhstan 2007) Environ 22 milliards de tonnes de deacutechets industriels ont eacuteteacute accumuleacutes sur le territoire du pays Le volume annuel de deacutechets industriels toxiques augmente constamment La majoriteacute des deacutechets produits ne sont ni recycleacutes ni reacuteutiliseacutes ils sont abandonneacutes sur le territoire (Esekin et al 1998) (Figure 2) Une vaste partie du territoire est donc sacrifieacutee rongeacutee par laccumulation des deacutechets toxiques dans des deacutecharges des carriegraveres abandonneacutees ou des forages Les problegravemes de pollution des sols par les substances toxiques saggravent avec laccroissement de lrsquoactiviteacute industrielle Les principaux polluants des sols sont les meacutetaux lourds et les substances chimiques toxiques Mecircme srsquoil y a des signes de la preacuteoccupation grandissante de lrsquoEtat pour ameacuteliorer la situation (Brummel 2008) les conseacutequences sur la population et lenvironnement sont consideacuterables et les eacutetudes eacutevaluant leur impact restent encore trop rares

Le secteur du peacutetrole et du gaz Le secteur industriel repose en grande partie sur lrsquoexploitation du peacutetrole et du

gaz qui repreacutesente 57 de la production industrielle Le Kazakhstan occupe le 11e rang mondial au niveau de ses reacuteserves de peacutetrole

(plus de 3 des reacuteserves mondiales) et le 15e au niveau de reacuteserves de gaz (Anonyme 14)

Actuellement le Kazakhstan occupe la deuxiegraveme place au sein de la CEI apregraves la Russie en termes dextraction des hydrocarbures non raffineacutes y compris le gaz agrave condensat Quant agrave lextraction du gaz le Kazakhstan est en troisiegraveme position apregraves la Russie et lOuzbeacutekistan (Anonyme 12)

Le Kazakhstan possegravede plus de 160 gisements dont le volume total de ressources monte agrave 28 milliards de tonnes de peacutetrole et 17 billions de megravetres cubes de gaz (Anonyme 7)

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En 2010 lrsquoextraction du peacutetrole et du condenseacute de gaz eacutetait de 796 millions de tonnes du gaz 374 milliards de m3 Le volume journalier drsquoextraction du peacutetrole et du condenseacute de gaz est de plus de 200000 tonnes Drsquoici 2015 le pays produira jusqursquoа 3 millions de barils par jour Le Kazakhstan entrerait alors dans le top 10 des pays producteurs mondiaux En 2015 lrsquoextraction se situerait agrave un niveau de 100 а 110 milliards de barils soit le 5egraveme rang mondial

Actuellement 3 raffineries fonctionnent dans les villes de Pavlodar Chymkent Atyraou Or le Kazakhstan nrsquoa pas de cycle complet de traitement profond de la matiegravere premiegravere drsquohydrocarbures Le gouvernement travaille sur la modernisation et la reacutenovation des raffineries les nouvelles productions innovantes sont en cours de construction Le transport de peacutetrole et de condenseacute de gaz pour lrsquoexport est effectueacute par le biais des oleacuteoducs (79) chemins de fer (8) transport maritime (13)

De lrsquoextraction au stockage de cet or noir diffeacuterents produits chimiques et deacuteriveacutes du peacutetrole sont alors rejeteacutes dans le milieu naturel En effet lrsquoexploitation de gisements peacutetroliers sous-marins et des autres champs peacutetrolifegraveres situeacutes sur la cocircte de la mer Caspienne pose un problegraveme eacutecologique majeur dans cette reacutegion Les eaux domestiques sont contamineacutees par le deacuteversement des eaux souilleacutees par cette industrie sur les zones cocirctiegraveres En reacutesultent des problegravemes sanitaires importants (infections intestinales nombreux cas de tuberculose chez les hommes) et de la perte de biodiversiteacute La production mondiale de caviar est assureacute agrave 90 par les esturgeons de la mer Caspienne mais la diminution de la pecircche de ce poisson lieacutee agrave la surexploitation drsquoune part et agrave la pollution de la mer drsquoautre part commence agrave poser des problegravemes De plus depuis 25 ans les habitants drsquoAtyrau (ville sur la cocircte Nord de la mer Caspienne) voient le niveau des eaux monter Parfois le niveau de lrsquoeau peut srsquoeacuteleveacute de 2m 50 et inondeacute plusieurs zones (Diacono 2007) Contamination radioactive

Le facteur le plus important de la pollution radioactive est le polygone de test nucleacuteaire entre 1949-1989 (Panin 2002) Les essais nucleacuteaires ont repreacutesenteacute au total entre 470 et 486 bombes nucleacuteaires (A et H) (30 au sol 90 en altitude et 354 sous terre) Ces essais ont contamineacute une vaste partie du pays soit une contamination eacutequivalente agrave lrsquoirradiation de Tchernobyl pendant 4 ans Ces essais eacutetaient concentreacutes au nord-est du pays dans le polygone de Semeiuml (Diacono 2007)

Il existe drsquoautres sites nucleacuteaires la base militaire nucleacuteaire de CaryndashOzek celle de Cary-Shagan ou encore aujourdrsquohui celle de Baiumlkonour devenue base de lancement spatial Concernant cette derniegravere une eacutetude publieacutee dans la revue Nature en 2005 a montreacute que depuis 40 ans ce dernier site et ses environs eacutetaient pollueacutes suite agrave la retombeacutee des eacutetages propulseurs et des reacuteservoirs contenant de grandes quantiteacutes dhydrazine qui ont eacuteteacute libeacutereacutees dans latmosphegravere et sont retombeacutees sur des milliers de kilomegravetres carreacutes Or lhydrazine est un gaz toxique Les meacutedecins constatent aujourdrsquohui quil y a deux fois plus de cancers dans la population des enfants que dans la moyenne de la population nationale Les adultes se plaignent eacutegalement de malaises qui semblent bien lieacutes agrave la dispersion de ce gaz dans latmosphegravere (Giles 2005)

Le site principal de Semeiuml fut fermeacute en 1991 suite а un mouvement de protestation et la signature de peacutetitions avec le soutien de mouvements antinucleacuteaires internationaux Cette reacutegion a eacuteteacute cependant deacuteclareacutee laquozone eacutecologique sinistreacuteeraquo et lrsquoagriculture y est interdite Dans cette zone qui nrsquoest pas deacutepeupleacutee la mortaliteacute infantile est 10 fois plus eacuteleveacutee et lrsquoespeacuterance de vie est diminueacutee de 15 ans par rapport au reste du pays Il y a eacutegalement une augmentation importante des avortements de nombreux cas drsquoaneacutemie et drsquoanomalies chromosomiques Les reacutesidus ou mateacuteriaux radioactifs de ce polygone ont eacuteteacute enfouis dans un tunnel en juillet 2000 obstrueacute par lrsquoexplosion de 100 tonnes drsquoexplosifs (conventionnels) Le Kazakhstan a

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heacuteriteacute eacutegalement lors de son indeacutependance de 1400 ogives nucleacuteaires russes Aujourdrsquohui ces ogives auraient eacuteteacute restitueacutees а leur proprieacutetaire mais le Kazakhstan possegravede encore de grandes reacuteserves drsquouranium militaire

En 1989 un nuage radioactif de 10 km de diamegravetre a eacuteteacute produit par un essai souterrain Les autoriteacutes militaires du polygone informegraverent immeacutediatement le gouvernement Les Nations Unies furent informeacutees eacutegalement Une enquecircte meneacutee par les autoriteacutes sovieacutetiques a abouti agrave la conclusion que laquo tout allait bien et que les maladies signaleacutees eacutetaient sucircrement dues agrave la radiophobie et agrave lrsquoalcoolisme agrave une mauvaise alimentation ou agrave une pollution chimique raquo (Diacono 2007)

Des vastes territoires (215 mlns ha) sont occupeacutes par des usines drsquoarmements dans les reacutegions drsquoAqtoumlbe Atyraou Taraz Zhezkazgan Kyzylorda et agrave lrsquoEst du Kazakhstan deacutesormais contamineacutes (Artemiev et al 2000) Le gouvernement sovieacutetique utilisait le nucleacuteaire agrave drsquoautres fins que des fins militaires En 1974 une bombe de 140 kT (mise agrave feu agrave 100 m sous terre) fut utiliseacutee pour relier les riviegraveres Tchagan et Achys par un canal afin drsquoameacuteliorer lrsquoirrigation de la reacutegion Lrsquoexplosion de cette bombe projeta dans lrsquoair des milliers de tonnes de roches et de poussiegraveres radioactives dont les retombeacutees ont eacuteteacute 3000 agrave 4000 fois supeacuterieures agrave la norme internationale Drsquoautres bombes atomiques furent utiliseacutees pour creuser des crategraveres destineacutes agrave devenir des poubelles pour les deacutechets nucleacuteaires Ainsi 37 crategraveres ont eacuteteacute creacuteeacutes dont 17 pregraves de la mer Caspienne

Un grand apport agrave la contamination radioactive est ducirc aux sources industrielles de radiation ionisante (Kadyrzhanov et al 2002) Les deacutechets radioactifs sont des risques majeurs pour lrsquoenvironnement Au Kazakhstan on a 237197000 tonnes de deacutechets radioactifs Au total il existe 529 places drsquoenfouissement surtout localiseacutees au nord et sud du pays

Lrsquoaugmentation de la concentration des radionucleacuteides dans de nombreux sites est un des problegravemes radio-eacutecologiques majeur du Kazakhstan Sept cent ressources naturelles sont contamineacutees par les radionucleacuteides Une contamination des eaux peacuteripheacuteriques des lacs de quelques territoires par des isotopes radioactifs de strontium et ceacutesium ont eacuteteacute observeacutes Les cavernes souterraines des explosions nucleacuteaires utiliseacutees comme des laquoseacutepulcresraquo pour enfouir des eacuteleacutements radioactifs tregraves dangereux Quelques-uns drsquoentre eux sont localiseacutes preacutes des grandes riviegraveres (Cherepnin 2000) ce qui a conduit agrave controcircler et limiter leurs utilisations pour lrsquoirrigation agricole (Panin 2002)

Le deacuteveloppement actif des industries drsquoextraction du peacutetrole et gaz qui contiennent lrsquouranium dans les reacutegions drsquoAtyrau et Manguistau a ameneacute agrave une contamination radioactive de zones adjacentes Au total 650 ha du territoire de ces reacutegions ont eacuteteacute contamineacutes et 13 millions de m3 de deacutechets radioactifs sont stockeacutes (Kadyrzhanov et al 2002)

Lrsquoexploitation de mines drsquouranium au Tadjikistan et au Kirghizstan eacutetait importante pendant le peacuteriode de lrsquoUnion Sovieacutetique La plupart de ces mines sont abandonneacutees Certaines eacutemanations radioactives continuent agrave se reacutepandre ce qui contamine les nappes phreacuteatiques environnantes Certaines de ces nappes phreacuteatiques se jettent dans la mer drsquoAral (Ouzbeacutekistan et Kazakhstan) (Diacono 2007) Agriculture et assegravechement de la mer drsquoAral

Plus de 12 de la superficie du pays est constitueacutee de terres arables et moins de 1 sont irrigueacutees Lagriculture est le deuxiegraveme secteur eacuteconomique du pays Les ceacutereacuteales kazakhes sont exporteacutees dans plus de 25 pays agrave travers le monde (Anonyme 12) Les principales cultures sont le bleacute lorge le coton et le riz Les exportations de bleacute constituent une source importante de devises eacutetrangegraveres au Kazakhstan elles se classent au deuxiegraveme rang en importance apregraves les exportations de peacutetrole et de gaz

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et sont eacutevalueacutees agrave 500 millions de dollars US par anneacutee (Service dexportation agroalimentaire du Canada 2007) Mais la production de certaines cultures tient eacutegalement une place importante dans la deacutegradation et la contamination de lrsquoenvironnement au Kazakhstan et dans toute lrsquoAsie Centrale Dans la reacutegion du Sud Kazakhstan la production de coton a neacutecessiteacute drsquoimportantes quantiteacutes drsquoengrais et de pesticides durant la deuxiegraveme moitieacute du 20egraveme siegravecle En 2005 lrsquoutilisation de certains pesticides a eacuteteacute interdite

Au deacutebut des anneacutees 1990 la quantiteacute drsquoengrais chimiques et de pesticides employeacutes dans les Reacutepubliques drsquoAsie centrale eacutetait 7 agrave 8 fois plus eacuteleveacutee que la moyenne de lrsquoensemble de la Reacutepublique Sovieacutetique (Lahmar 1997) Lrsquoirrigation massive et incontrocircleacutee neacutecessaire aux cultures sovieacutetiques de coton dans des reacutegions quasi-deacutesertiques a eu drsquoimmenses impacts sur tout lrsquoeacutecosystegraveme de la reacutegion de la mer drsquoAral Ainsi le preacutelegravevement abusif drsquoeau sur les deux fleuves alimentant cette mer a engendreacute son assegravechement (Schaposhnikov et Prisnyi 2001 Diacono 2007) La mer drsquoAral pour lrsquoanneacutee 2008 a perdu plus de 75 de sa superficie et 90 de son volume (Bosch et al 2007 Usmanova 2003)

Le sel le sable et les poussiegraveres se deacuteplacent agrave des centaines de kilomegravetres transportant avec eux les reacutesidus chimiques (hydrocarbure pheacutenols substances syntheacutetiques actives pesticides organochloreacutes meacutetaux lourds) (Figure 2) (OrsquoHara et al 2000)

Les conseacutequences sanitaires les plus importantes se situent agrave lrsquoest de la mer drsquoAral et au sud (jusqursquoau nord du Turkmeacutenistan) Le climat dans la reacutegion est devenu plus continental et la deacutesertification srsquoest intensifieacutee engendrant des tempecirctes de poussiegraveres et la geacuteneacuteralisation de la salinisation des terres Lrsquoeacuterosion eacuteolienne a deacutetruit 80 des zones de pacircturages du Kazakhstan La faune sauvage a quasiment disparu et des impacts sur les populations locales sont visibles En effet le sel et la poussiegravere provoquent des maladies respiratoires et des cancers de la gorge et de lrsquoœsophage Lrsquoeau potable eacutetant de mauvaise qualiteacute les populations sont victimes de typhoiumlde de paratyphoiumlde drsquoheacutepatite et de dysenterie (Lahmar 1997)

Face agrave ce constat pour le moins alarmant crsquoest dire lrsquoampleur des risques de pollution dans le pays et lrsquoimportance drsquoune vigilance des autoriteacutes et des chercheurs pour eacutevaluer ces risques pour les animaux drsquoeacutelevage et pour les consommateurs des produits animaux

De tout ce qui preacutecegravede il apparait que les polluants majeurs au Kazakhstan sont des meacutetaux lourds les pesticides et les radionucleacuteides Dans la partie suivante les proprieacuteteacutes physico-chimiques de chaque polluant sont deacutecrites

I222 Les meacutetaux lourds

On appelle meacutetaux lourds les eacuteleacutements chimiques meacutetalliques ou dans certains cas meacutetalloiumldes caracteacuteriseacutes par une masse volumique eacuteleveacutee supeacuterieure agrave 5 grammes par cm3 Quarante et un meacutetaux correspondent agrave cette deacutefinition geacuteneacuterale auxquels il faut ajouter cinq meacutetalloiumldes (Anonyme 15) Ils preacutesentent tous une certaine toxiciteacute pour lhomme Seules les proprieacuteteacutes de cinq drsquoentre eux sont deacutecrites ici car le Pb le Cd le Cr le Cu et le Zn abondent dans les endroits pollueacutes du Kazakhstan et sont dangereux pour la santeacute des populations Cd et Pb sont les meacutetaux lourds les plus toxiques pour lrsquohomme Les meacutetaux lourds contrairement agrave drsquoautres composeacutes toxiques ne sont pas deacutegradables et tendent agrave srsquoaccumuler dans les organismes exposeacutes Lrsquoexposition chronique des populations agrave de tregraves faibles quantiteacutes peut conduire au

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deacuteveloppement drsquoeffets nocifs pour la santeacute (IARC 1994 WHO 1995 Satarug and Moore 2004 IARC 2006) Plomb

Le plomb du latin plumbum est un meacutetal gris habituellement trouveacute en petite quantiteacute dans la croucircte terrestre Il nrsquoa ni goucirct ni odeur caracteacuteristique Le plomb est naturellement preacutesent en moyenne agrave 0002 dans la croucircte terrestre (36e eacuteleacutement de la croucircte terrestre) geacuteneacuteralement sous forme peu soluble Des deacuteriveacutes inorganiques sont preacutesents dans les eaux les seacutediments les sols lrsquoatmosphegravere et eacuteventuellement en microtraces chez les organismes vivants Il en existe plusieurs isotopes stables dans la nature le Pb208 eacutetant le plus abondant drsquoentre eux La masse moleacuteculaire moyenne de cet eacuteleacutement est de 2072 Comme crsquoest un meacutetal mou reacutesistant agrave la corrosion et ayant un point de fusion bas (327degC) on srsquoen est servi abondamment depuis lrsquoeacutepoque des Romains Par conseacutequent il est fort reacutepandu dans tout lrsquoenvironnement (Recommandation Canadien pour la qualiteacute du sol Plomb 1999)

Lutilisation du plomb est directement lieacutee agrave la meacutetallurgie La reacutevolution industrielle a entraicircneacute de nouvelles utilisations massives et une augmentation exponentielle de son exploitation depuis un siegravecle Pendant la premiegravere moitieacute du siegravecle le plomb a eacuteteacute utiliseacute dans lindustrie limprimerie et les peintures Dans la seconde moitieacute du siegravecle lutilisation dominante est lieacutee aux carburants automobiles le plomb eacutetant rajouteacute agrave lessence comme antideacutetonant (Miquel 2001) Cette utilisation est prohibeacutee en France depuis 2000 mais le plomb est encore largement utiliseacute dans lessence au Kazakhstan Les principaux eacutemetteurs de plomb apregraves la circulation automobile sont les industries meacutetallurgiques et les usines dincineacuteration des deacutechets (batteries ou accumulateurs en fin de vie) De nombreux progregraves ont eacuteteacute faits en Europe gracircce au tri des deacutechets et agrave leacutepuration des effluents industriels ce qui nrsquoest pas le cas au Kazakhstan

Les autres activiteacutes entraicircnant des apports de plomb sont son utilisation dans lrsquoeacutemail de la vaisselle en ceacuteramique les activiteacutes artistiques ou artisanales lrsquoutilisation pour la protection contre le rayonnement le deacutecapage drsquoobjets peints et la reacutenovation entraicircnant la production de poussiegraveres ou de vapeurs de peinture Effets toxiques du plomb sur la santeacute

Le plomb est un toxique cumulatif aux effets nocifs sur la santeacute se faisant le plus sentir chez les fœtus les nouveau-neacutes les enfants de six ans ou moins et les femmes enceintes La dose journaliegravere toleacuterable pour le plomb est de 36 μgkg de poids corporel Le plomb peut peacuteneacutetrer dans lorganisme humain par inhalation de vapeur de plomb ou de poussiegraveres (oxyde de plomb) par ingestion quil sagisse du plomb dabord inhaleacute et ingeacutereacute agrave la suite des processus deacutepuration pulmonaire ou du plomb ingeacutereacute directement avec les aliments ou avec les poussiegraveres se trouvant sur les mains ou les objets porteacutes agrave la bouche notamment chez le jeune enfant par voie cutaneacutee (exposition professionnelle) ou par transmission agrave travers le placenta Internationalement les teneurs en Pb sont largement reacuteglementeacutees La valeur limite dans leau est de 25μgl dans lUnion Europeacuteenne (UE) 10μgl par lOMS et 15μgl aux USA (AFSSA 2006)

Chez lrsquoadulte environ 10 du plomb ingeacutereacute est absorbeacute dans lrsquoorganisme Les jeunes enfants absorbent de 40 agrave 53 du plomb ingeacutereacute avec leurs aliments Labsorption digestive du plomb augmente avec la vitamine D les reacutegimes riches en graisses ou carenceacutes en calcium phosphore et en fer Chez lrsquoenfant on a eacutevalueacute agrave 30 le taux drsquoabsorption gastro-intestinale du plomb contenu dans le sol et les poussiegraveres La proportion de plomb preacutesente dans lrsquoatmosphegravere qui est absorbeacutee dans les poumons par les adultes varie de 30 agrave 50

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Lrsquointoxication au plomb srsquoappelle saturnisme maladie deacutecrite pour la premiegravere fois par le physicien Grec Hippocrate (en lrsquohonneur du nom grec de la planegravete Saturne lrsquoancien symbole du plomb) Chez ladulte le saturnisme deacutesigne lensemble des manifestations de lintoxication par le plomb Chez lrsquoenfant le risque dintoxication saturnique est plus eacuteleveacute car il est lieacute agrave labsorption digestive des deacuteriveacutes du plomb plus importante que chez ladulte Chez les enfants dont la plombeacutemie est comprise entre 500 et 700 microgl des troubles neurologiques moins seacutevegraveres sont souvent observeacutes diminution de lactiviteacute motrice irritabiliteacute troubles du sommeil modifications du comportement stagnation du deacuteveloppement intellectuel Les principaux organes cibles du Pb sont le sang le systegraveme nerveux les reins la rate le foie et les os (80-95) Le plomb est responsable datteintes neurologiques En cas dintoxications massives leffet neurotoxique du plomb peut se traduire par une enceacutephalopathie convulsivante pouvant aller jusquau deacutecegraves En cas dintoxication moins seacutevegravere on a observeacute des troubles neurocomportementaux et une deacuteteacuterioration intellectuelle Le plomb bloque plusieurs enzymes neacutecessaires agrave la synthegravese de lheacutemoglobine Ces effets sanguins aboutissent agrave une diminution du nombre des globules rouges et agrave une aneacutemie La demi-vie biologique approximative du plomb est de 16 agrave 40 jours dans le sang et agrave peu pregraves de 17 agrave 27 ans dans les os Le plomb est principalement (75 ) eacutelimineacute dans les urines 15 agrave 20 du plomb sont eacutelimineacutes dans les fegraveces Le plomb est eacutegalement excreacuteteacute dans la salive dans la sueur dans les ongles dans les cheveux (Picard 2002 Cecchi 2008 Recommandations canadiennes pour la qualiteacute des sols Plomb 1999) Le plomb a eacuteteacute classeacute dans le groupe IIIB des substances possiblement canceacuterogegravenes pour lrsquohomme (donneacutees insuffisantes chez lrsquohomme validiteacute limiteacutee des preuves chez les animaux) Il na pas eacuteteacute mis en eacutevidence de surmortaliteacute par cancer dans les populations humaines exposeacutees au plomb bien qursquoil ait eacuteteacute impliqueacute dans la carcinogenegravese la mutagenegravese et la teacuteratogenegravese chez les animaux expeacuterimentaux (Al-Alawdi 2008) Cadmium

Le cadmium est un eacuteleacutement assez rare Il est reacuteparti uniformeacutement dans la croucircte terrestre ougrave sa concentration moyenne serait de 015 agrave 02 mgkg Le cadmium est un meacutetal blanc argenteacute brillant mais qui se ternit il est malleacuteable et ductile Dans la nature on le trouve sous forme de divers composeacutes mineacuteraux et de complexes de cheacutelateurs naturels les composeacutes organocadmieacutes extrecircmement instables nrsquoont pas eacuteteacute deacutetecteacutes dans le milieu naturel

Il se manifeste presque toujours agrave lrsquoeacutetat divalent (Cotton et Wilkinson 1972) On rencontre en geacuteneacuteral le cadmium agrave lrsquoeacutetat de sulfure ou greenockite et il est souvent preacutesent comme impureteacute dans le minerai de zinc appeleacute sphaleacuterite (ZnS) Ce meacutetal sert surtout en eacutelectroplastie pour la protection drsquoautres meacutetaux ou alliages contre la corrosion Il est largement employeacute dans la fabrication drsquoalliages agrave bas point de fusion de cuivre agrave faible teneur en cadmium et comme composant des baguettes de soudage ou de brasage Parmi les produits neacutecessitant un apport moindre en cadmium on cite les fongicides les pigments les stabilisants pour le plastique les barres de commande et les eacutecrans de protection des reacuteacteurs nucleacuteaires les luminophores des eacutecrans de teacuteleacutevision les accumulateurs au nickelcadmium les huiles agrave moteur et les activateurs pour la vulcanisation du caoutchouc (Riihimaki 1972 Int Agency for Research 1993) Annuellement de 4000 agrave 13000 tonnes de cadmium sont rejeteacutees dans lrsquoenvironnement Ce sont les deacutechets industriels et les ordures meacutenagegraveres qui constituent les principales sources de pollution par le cadmium Les fortes concentrations de cadmium dans lrsquoair sont le lot des villes tregraves industrialiseacutees (usines drsquoaffinage fonderies)

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Effets toxiques du cadmium sur la santeacute Le cadmium (Cd) est lrsquoun des meacutetaux les plus toxiques Les principales causes

dexposition au cadmium sont lalimentation et le tabagisme Lrsquohomme qui fume 20 cigarettes par jour absorbe pregraves de 1μg cadmium chaque jour (Jaumlrup and Aringkesson 2009) Le cadmium est transporteacute dans le sang via lrsquoheacutemoglobine ou les meacutetallothioneacuteines Il se concentre surtout dans le foie les os et les reins mais eacutegalement dans le pancreacuteas la glande thyroiumlde ou les testicules Le cadmium est stockeacute dans ces organes ou il se fixe seacutelectivement aux meacutetallothioneacuteines (Bisson 2011)

Labsorption dune faible quantiteacute de cadmium (15-30 mg) est suivie de troubles gastro-intestinaux (nauseacutees vomissements diarrheacutees) Ces troubles peuvent dans les cas seacutevegraveres se compliquer dune deacuteshydratation grave Des empoisonnements aigus au cadmium ont eacuteteacute produits par lrsquoinhalation de fumeacutees ou de poussiegraveres (dun diamegravetre infeacuterieur agrave 5 microns) agrave des concentrations supeacuterieures agrave 200 microgrammes par m3 Une exposition de faccedilon plus ou moins prolongeacutee peut provoquer rapidement un trouble pulmonaire grave La concentration admissible de cadmium dans le sang est de 5 microgl On a relieacute lrsquoingestion chronique de cadmium avec la maladie itaiuml-itaiuml observeacutee au Japon Les symptocircmes qui se manifestent le plus souvent sont les mecircmes que ceux de lrsquoosteacuteomalacie (ramollissement geacuteneacuteraliseacute des os) A haute concentration il peut induire le cancer de la prostate (Perry et al 1979) des mutations la dysplasie et la mort fœtale (Al-Alawdi 2008) Le risque de canceacuterogeacuteniciteacute des sels de cadmium est aveacutereacute Des reacutesultats positifs ont eacuteteacute obtenus chez certains animaux (le rat mais pas la souris et le hamster) La Communauteacute europeacuteenne a deacutecideacute de classer le sulfate et loxyde de cadmium comme canceacuterogegravenes laquo probables raquo par inhalation pour lhomme et le sulfure de cadmium comme canceacuterogegravene laquo possible raquo pour lhomme Les hormones sexuelles et lrsquoingestion de calcium de proteacuteines ou de vitamine D de zinc et de seacuteleacutenium peuvent modifier la toxiciteacute du cadmium Les principales voies deacutelimination du cadmium sont lurine les fegraveces et les phanegraveres Laccumulation du cadmium seffectuant principalement dans les reins cet organe est consideacutereacute de ce fait comme un organe laquocibleraquo (Jaumlrup and Aringkesson 2009 Bisson 2011) LrsquoOrganisation mondiale de la santeacute a recommandeacute une dose hebdomadaire toleacuterable temporaire de 04 agrave 05 mg par personne (OMS 1972) Cuivre

Le cuivre (Cu) est un constituant de la croucircte terrestre preacutesent dans le sol sous forme de mineacuteraux (surtout de cuprite malachite) Les principaux minerais de cuivre sont les sulfures les oxydes et les carbonates Le cuivre est connu extrait et utiliseacute par les humains depuis plus de 5 000 ans Crsquoest probablement le deuxiegraveme eacuteleacutement le plus important apregraves le fer en ce qui concerne son utiliteacute pour les humains Les tuyaux de cuivre sont tregraves reacutepandus en plomberie particuliegraverement pour les systegravemes drsquoalimentation en eau domestique Le cuivre est utiliseacute pour la production de fil eacutelectrique et dans la fabrication drsquoalliages comme le laiton et le bronze Il est aussi employeacute pour lrsquoeacutelectro-placage en photographie pour les toitures comme catalyseur dans lrsquoindustrie chimique et pour lrsquoeacutelimination des mercaptans dans le raffinage du peacutetrole Le cuivre est beaucoup utiliseacute dans les preacuteparations de pesticides (fongicides et agents antimicrobien) en particulier pour le traitement du bois et des sources drsquoapprovisionnement en eau potable et en eau destineacutee agrave des fins reacutecreacuteatives (Santeacute Canada 1992)

Les valeurs de reacutefeacuterences ou limites de qualiteacute pour la concentration du Cu dans leau sont de 2mgl pour lUE et lOMS 13mgl pour le Canada et 1mgl pour les USA (AFSSA 2006)

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Le cuivre est un eacuteleacutement essentiel de lrsquoalimentation des mammifegraveres et il est neacutecessaire agrave de nombreuses reacuteactions enzymatiques (Faye et Bengoumi 1994) La carence en Cu entraicircne divers troubles cliniques comme lrsquoaneacutemie la neutropeacutenie et des perturbations de la formation des os

Selon lrsquoOrganisation mondiale de la santeacute lrsquoapport quotidien de 05 mgkg de poids corporel de Cu nrsquoest pas dangereux pour la sante humaine (OMS 1973) Effets toxiques du cuivre sur la santeacute

Lrsquoabsorption de doses importantes (plus de 15 mg) de cuivre a des effets nocifs sur la santeacute Les cas drsquointoxication aigueuml par le cuivre sont rares chez les mammifegraveres supeacuterieurs car le cuivre est un eacutemeacutetique puissant Parmi les espegraveces domestiques le mouton est particuliegraverement sensible agrave lrsquointoxication au cuivre Chez les humains la toxiciteacute aigueuml du cuivre se manifeste surtout dans des cas drsquoingestion accidentelle ses symptocircmes sont les suivants goucirct meacutetallique dans la bouche nauseacutee vomissement douleur eacutepigastrique diarrheacutee jaunisse heacutemolyse heacutemoglobinurie heacutematurie et oligurie Dans les cas graves les selles et la salive peuvent prendre une couleur verte ou bleue dans la phase terminale il y a anurie hypotension et coma preacuteceacutedant la mort Le cuivre srsquoaccumule surtout dans le cerveau le foie et les reins Le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC) nrsquoa pas eacutevalueacute le pouvoir canceacuterogegravene du cuivre ni des composeacutes du cuivre (Santeacute Canada 1992) Zinc

Le zinc est un eacuteleacutement abondant qui constitue agrave peu pregraves 0004 de la croucircte terrestre La forme mineacuterale la plus commune du zinc est la sphaleacuterite (ZnS) qui est souvent associeacutee aux sulfures de certains autres eacuteleacutements meacutetalliques tels que le plomb le cuivre le cadmium et le fer Le zinc se rencontre aussi sous forme de calamine (ZnCO3) dans les seacutediments carbonateacutes les autres formes du zinc sont habituellement des produits drsquooxydation de la sphaleacuterite (Santeacute Canada 1979)

Lrsquoutilisation de zinc est reacutepartie entre un grand nombre drsquoindustries Lrsquooxyde de zinc sert agrave la fabrication de peinture de caoutchouc de rayonne de fils drsquoencres drsquoallumettes et de produits chimiques la laquopoussiegravereraquo de zinc est utiliseacutee en imprimerie ou pour teindre les tissus purifier les graisses ou ceacutementer les meacutetaux dans des proceacutedeacutes meacutetallurgiques Le zinc lamineacute est utiliseacute dans les piegraveces ornementales et les batteries les accessoires de plomberie les accessoires drsquoautomobiles dans lrsquoindustrie du moulage en coquille Des sels de zinc servent eacutegalement agrave la preacuteparation drsquoagents de conservation du bois et de pesticides

Le zinc est un eacuteleacutement essentiel pour tous les organismes vivants y compris lrsquohomme Des proteacuteines et des enzymes renfermant du zinc participent agrave tous les aspects du meacutetabolisme entre autres agrave la reacuteplication et agrave la traduction du mateacuteriel geacuteneacutetique Aux Eacutetats-Unis lrsquoapport quotidien recommandeacute (RDA) est de 15 mgjour pour un adulte de (National Academy of Sciences 1974)

Les symptocircmes geacuteneacuteraux drsquoune carence en zinc chez les humains sont le retard de croissance lrsquohypogonadisme lrsquoanorexie la leacutethargie la ceacuteciteacute nocturne la faiblesse du systegraveme immunitaire le ralentissement de la gueacuterison des blessures lrsquoeczeacutema et lrsquoacneacute (Santeacute Canada 1979) Effets toxiques du zinc sur la santeacute

Aucune toxiciteacute drsquoorigine alimentaire ou professionnelle (Papp 1968) nrsquoest citeacutee Des effets teacuteratogegravenes ont eacuteteacute signaleacutes chez le mouton Une rupture du meacutetabolisme du cholesteacuterol et une alteacuteration des reacuteactions immunitaires sont rapporteacutes chez lrsquohomme (Santeacute Canada 1979)

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I223 Les pesticides

Lrsquousage des Pesticides organochloreacutes a eacuteteacute tregraves largement reacutepandu dans tous les pays de lrsquoex-URSS Ces composeacutes sont tregraves reacutemanents et ont une capaciteacute eacuteleveacutee drsquoaccumulation dans la chaine alimentaire De ce fait ils preacutesentent un danger eacuteleveacute pour les organismes vivants

Un pesticide est une substance utiliseacutee en agriculture pour lutter contre les organismes nuisibles Selon leur effet sur diffeacuterents types drsquoorganismes nuisibles on les classe dans les groupes suivants les insecticides les fongicides les herbicides les zoocides les acaricides les rodenticides les bacteacutericides les alguicides etc Ils sont devenus une partie inteacutegrante de la technologie agricole moderne (Shubina et al 2009) A lrsquoeacutechelle mondiale du fait des volumes utiliseacutes les herbicides (50-55 ) sont en 1egravere place suivis des fongicides (35-38 ) et des insecticides (5-8 )

Les pesticides utiliseacutes actuellement sont classeacutes par leur composition et leurs proprieacuteteacutes chimiques les pesticides organochloreacutes les deacuteriveacutes halogeacuteneacutes polycycliques et les hydrocarbures aromatiques les pesticides organophosphoreacutes les carbamates les pesticides azoteacutes Le nombre de pesticides connus et utiliseacutes est supeacuterieur agrave 1500 (Boltina and Zaets 2006) Chaque anneacutee pregraves de 25 millions de tonnes de pesticides sont utiliseacutes par lrsquoagriculture mondiale (Van der Welf 1996)

Ces derniegraveres anneacutees la quantiteacute moyenne de pesticides utiliseacutes au Kazakhstan a augmenteacute de faccedilon brutale et on reacutepertorie actuellement plus de 250 produits diffeacuterents (Rashitova 2009)

Proprieacuteteacutes physico-chimiques des pesticides organochloreacutes Les Pesticides Organochloreacutes (POC) sont des composeacutes organiques obtenus

par la chloration de diffeacuterents hydrocarbures insatureacutes Les POC se caracteacuterisent par une faible solubiliteacute dans lrsquoeau mais une solubiliteacute eacuteleveacutee dans les solvants organiques tregraves reacutesistants agrave la deacutegradation biologique chimique et photolytique Le DDT

Le dichlodipheacutenyltrichloroeacutethane (DDT) a eacuteteacute syntheacutetiseacute pour la premiegravere fois en Allemagne en 1873 par Othmar Zeidler et ses proprieacuteteacutes insecticides ont eacuteteacute deacutecouvertes par Paul Miller en 1939 Pendant la Seconde Guerre Mondiale le DDT eacutetait utiliseacute pour lutter contre le pou de corps (Pediculus humanus) vecteur du typhus eacutepideacutemique Il est aussi bien utiliseacute pour deacutemoustiquer les zones contamineacutees par le paludisme Le DDT a eacuteteacute largement appliqueacute sur diffeacuterentes cultures agricoles (Liliana 2007)

Le DDT a plusieurs noms commerciaux Arkotine Bosan Supra Citox Clofenotane Dedelo Dykol (Moldavie) Detox Deoval Dodat Dicophane (Moldavie) Estonate Gesarol Gyron Neocid Zerdane Zeidane (France) (Anonyme 16)

La semi-volatiliteacute des DDT et de ses isomegraveres (DDD et DDE) favorise leur dispersion dans lrsquoatmosphegravere et le transport agrave longue distance Ils sont toxiques et persistants dans lrsquoenvironnement (7-38 ans) (Boltina and Zaets 2006) Cette persistance confegravere au DDT toutes les proprieacuteteacutes neacutecessaires pour se bioconcentrer dans les organismes Comme tous les POC il est soluble dans la plupart des solvants organiques et des matiegraveres grasses On les retrouve donc majoritairement dans les graisses Le HCH

Le hexachlorocyclohexane (HCH) a eacuteteacute syntheacutetiseacute pour la premiegravere fois en 1825 par Michael Faraday par photochlorination du benzegravene (Liliana 2007) Lrsquohexachlorocyclohexane (HCH) est connu aussi sous les noms de benzegravene-

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hexachloride (BCH) et 123456- hexachlorocyclohexane Le HCH a plusieurs noms commerciaux Gammexane-666 Dolmix Gexane Hexyclan Hexylan Kotol TBH Tri-6 Hexachloran Hexablan (Anonyme 16)

Les isomegraveres gamma et delta ont eacuteteacute isoleacutes au deacutebut du XXegraveme siegravecle par Van der Linden drsquoougrave le nom commercial laquo lindane raquo de lrsquoisomegravere gamma Lindane deacutesigne le produit pur agrave 995 en gamma-HCH les 05 restant eacutetant constitueacutes drsquoautres isomegraveres du HCH en quantiteacutes variables selon le proceacutedeacute utiliseacute γ-HCH est le seul isomegravere qui a une grande activiteacute insecticide (Liliana 2007) Le lindane est modeacutereacutement soluble dans lrsquoeau mais tregraves soluble dans diffeacuterents solvants organiques (benzegravene aceacutetone) Les vapeurs du lindane sont incolores et deacutegagent une odeur de moisi Le lindane et lrsquoisomegravere alpha sont classifieacutes comme des composeacutes volatiles

Le HCH et le DDT sont deux pesticides abondamment fabriqueacutes et utiliseacutes pendant les anneacutees 1940-1970 en Union Sovieacutetique Lrsquoutilisation du DDT pendant cette peacuteriode eacutetait de 320 000 T (Li et MacDonald 2005)

Selon les recommandations des Organisations Internationales et du Ministegravere de la Santeacute de lrsquoURSS en 1970 lrsquoutilisation du DDT a eacuteteacute interdite Mais la production et lrsquoutilisation du DDT ont continueacute jusquagrave 1981 Le DDT a eacuteteacute produit et utiliseacute tregraves largement (53 000 T en 1980 et 40 800 T en 1985) en URSS pendant les anneacutees 1950-1980 (Li et al 2004)

Le Kazakhstan a signeacute en 2001 puis ratifieacute en 2007 la Convention de Stockholm interdisant ou restreignant lrsquousage de certains pesticides dont le DDT (Nurzhanova 2009) En 2001 un projet mondial pour lrsquoenvironnement parraineacute par la Convention de Stockholm a estimeacute agrave 1500 tonnes la quantiteacute de pesticides peacuterimeacutes au Kazakhstan En 2007 le Parlement du Kazakhstan a ratifieacute les conventions de Rotterdam et Stockholm Le lindane a eacuteteacute interdit en 1990 dans les pays de lrsquoex-URSS (Liliana 2007)

Parallegravelement agrave leurs effets beacuteneacutefiques pour la deacutefense des cultures et la protection des reacutecoltes les pesticides expriment en sourdine leurs effets neacutefastes sur la santeacute humaine et environnementale (Lemaire et al 2004)

Avec lrsquoaugmentation des rendements il a des inconveacutenients comme le deacuteveloppement des reacutesistances des pathogegravenes aux pesticides lrsquoaccumulation du pesticide dans la chaine alimentaire la deacutegradation des sols par laction des pesticides qui finissent par conduire agrave la production de fruits et leacutegumes de moindre qualiteacute En effet la plupart des quantiteacutes utiliseacutees de pesticides natteignent pas le ravageur viseacute et passent dans lrsquoenvironnement Apregraves 6 heures drsquointroduction 90 des pesticides se volatilisent et peuvent ecirctre diffuseacutes par lrsquoair Comme reacutesultat on obtient un grand nombre drsquointoxications des organismes non viseacutes (les insectes utiles comme les pollinisateurs les oiseaux) jusquagrave leur disparation totale (Boltina and Zaets 2006 Mawussi 2008)

Les effets toxiques des pesticides sur la santeacute Le premier pesticide syntheacutetique eacutetait accessible agrave partir des anneacutees 1940 mais

les informations sur les impacts des pesticides sur lrsquoenvironnement et la santeacute humaine ne sont survenues qursquoau deacutebut des anneacutees 1960 Les pesticides peuvent passer dans lrsquoorganisme humain par lrsquoingestion des aliments et lrsquoeau la respiration et le contact cutaneacute (Van der Werf 1996)

Il nrsquoy a pas de pesticides non toxiques pour lrsquohomme Les effets des pesticides ne seront jamais univoques Les principaux groupes agrave risque sont les personnes acircgeacutees les malades avec un systegraveme de deacutefense immunitaire diminueacute et les enfants (Boltina and Zaets 2006) Les personnes les plus freacutequemment victimes drsquointoxications aigueumls par les pesticides sont bien sucircr les agriculteurs qui manipulent et appliquent ces pesticides sur leurs cultures (Anonyme 17)

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Plusieurs chercheurs mettent sur le mecircme pied les effets des pesticides et des eacuteleacutements radioactifs sur la santeacute de la population LrsquoOMS estime agrave trois millions par an le nombre de personnes contamineacutees et pregraves de 30 000 deacutecegraves La plupart dans les pays en voie de deacuteveloppement (FAO 1994 Anonyme 18)

Les intoxications aigueumls

Le deacutelai qui seacutepare lexposition au pesticide et lapparition des symptocircmes est relativement court de quelques heures agrave quelques jours

Les deacuteriveacutes organochloreacutes induisent tout dabord des troubles digestifs (vomissement diarrheacutee) suivis par des troubles neurologiques (maux de tecircte vertige) accompagneacutes dune grande fatigue

Les deacuteriveacutes organophosphoreacutes et les carbamates provoquent des troubles digestifs avec hyperseacutecreacutetion salivaire nauseacutee vomissement crampes abdominales diarrheacutee profuse Des troubles respiratoires cardiaques et neuromusculaires sont observeacutes La mort survient rapidement par asphyxie ou arrecirct cardiaque Un antidote speacutecifique existe pour cette cateacutegorie de produit le sulfate datropine qui neutralise rapidement les effets toxiques (Anonyme 16)

Les intoxications chroniques

Les atteintes dermatologiques (rougeurs deacutemangeaisons urticaire) sont tregraves freacutequemment observeacutees touchant les bras le visage et des leacutesions seacutevegraveres au niveau des reacutegions geacutenitales apparaissent Plus de 10 de composants toxiques ne srsquoeacuteluent pas dans la fibre de coton et peuvent provoquer des maladies graves de la peau et des reacuteactions allergiques (Anonyme 18) Les pesticides peuvent endommager le systegraveme immunitaire (Anonyme 19) Les atteintes neurologiques (fatigabiliteacute musculaire baisse de la sensibiliteacute tactile) peuvent se produire Les organophosphoreacutes entrainent agrave long terme des ceacutephaleacutees de lanxieacuteteacute de lirritabiliteacute de la deacutepression et de linsomnie allieacutes parfois agrave des troubles hallucinatoires Certains provoquent une paralysie comme les deacuteriveacutes mercuriels ou arsenicaux Les organochloreacutes peuvent augmenter le risque de maladie comme la leuceacutemie Les atteintes du systegraveme cardiovasculaire (les pheacutenomegravenes de palpitation et de perturbation du rythme cardiaque) et du systegraveme respiratoire (les bronchites rhinites et pharyngites) ont eacuteteacute observeacutees Quelques types de pesticides peuvent ecirctre reprotoxiques (linfertiliteacute la deacuteleacutetion croissante de la spermatogenegravese) Les pesticides franchissent la barriegravere placentaire et ont une action teacuteratogegravene sur lembryon avec des inconveacutenients comme lrsquoaccouchement preacutematureacute les avortements et les malformations de lappareil geacutenital du garccedilon (Anonyme 16) Au cours de lrsquoanneacutee 2000 plus de 250 composants ont eacuteteacute constateacutes comme preacutedisposant des perturbations du systegraveme endocrine (LeBlanc 1995) Certains pesticides peuvent augmenter des risques de maladie de Parkinson (Anonyme 20)

Les cancers de la prostate des testicules et du cerveau sont plus freacutequents pendant une intoxication chronique Un taux eacuteleveacute de ces types de cancer a eacuteteacute observeacute chez les agriculteurs (Kelce et al 1995) Par exemple la plupart des pesticides utiliseacutes dans lrsquoagriculture de coton sont canceacuterogegravenes (Anonyme 18)

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I23 Transfert de polluants dans la chaine alimentaire

I231 Meacutetaux lourds

Une fois eacutemis dans lrsquoeacutecosystegraveme les meacutetaux lourds se distribuent dans tous les compartiments de la biosphegravere air eau sol et veacutegeacutetaux Les particules en circulation dans lair apregraves leur eacutemission par les activiteacutes humaines et les sources naturelles sont disperseacutees ou incorporeacutees dans leau de pluie le sol et sur la surface des plantes (Miquel 2001) Il y a une relation directe entre les niveaux de deacuteposition atmospheacuterique et la distribution en meacutetaux lourds dans la chaicircne sol - alimentation animale - lait (Vidovic 2005 Voutsa et al 996) Ces contaminants peuvent ecirctre transmis agrave lrsquoHomme (Simsek et al 2000) Des correacutelations directes ont eacuteteacute observeacutees entre les concentrations dans lair et le sol deacuteleacutements toxiques (Cargianno et al 2005) Contamination du sol

Plusieurs cas de contamination du sol par des meacutetaux lourds ont eacuteteacute constateacutes (Ellen et al 1990 Atta et al 1997 Steinnes et al 1997) Par exemple le sol des cultures drsquoorange en Floride contient 10-20 fois plus de cuivre (He et al 2005) Sur les sites anciens des explosions nucleacuteaires au Kazakhstan le sol est gravement pollueacute par le plomb et le cadmium (Kenesariyev et al 2008)

Si le meacutetal est soluble il contamine les nappes phreacuteatiques etou les plantes srsquoil est insoluble il ne contamine que le sol (Miquel 2001) La mobiliteacute et lrsquoaccessibiliteacute des eacuteleacutements traces sont controcircleacutes par plusieurs processus chimiques et biochimiques (He et al 2005) Le plomb est surtout abondant dans les horizons de surface du sol (0 agrave 20 cm) de par son affiniteacute avec la matiegravere organique La teneur des eacuteleacutements traces dans le sol deacutepend de la distance de la source de pollution et de la zone de preacutelegravevement (Krishna et Govil 2007 Bhatia et Choudhri 1996) Simsek et al (2000) ont permis de montrer que les teneurs en plomb sont supeacuterieures en zones industrielle et routiegravere par rapport aux zones rurales Des relations entre le niveau de contamination des plantes et la distance agrave la source de pollution ont eacutegalement eacuteteacute trouveacutees (Farmer et Farmer 2000 Nan et al 2002) Pruvot et al (2006) ont trouveacute des teneurs en Cd et en Pb consideacuterablement plus eacuteleveacutees dans les sols et dans les produits cultiveacutes (bleacute maiumls leacutegumes) de la zone pollueacutee

Le sol est un vecteur de contamination des eaux plantes inverteacutebreacutes et animaux Les chameaux coupent les herbes avec leurs dents ce qui peut reacuteduire lingestion de terre Cependant dans les milieux veacuteteacuterinaires il a eacuteteacute rapporteacute que des quantiteacutes consideacuterables de sol ont eacuteteacute retrouveacutees occasionnellement dans des estomacs pendant des interventions chirurgicales (Jurjanz 2008) Hargreaves et al (2011) ont montreacute le transfert de Hg Se Cd Cu et Zn du sol aux inverteacutebreacutes Contamination des eaux

Les substances toxiques dans le sol peuvent eacutegalement contaminer les eaux agrave cause drsquoaffouillement du sol par les pluies Ainsi les eaux peacuteripheacuteriques du site des essais nucleacuteaires Azgyr (Kazakhstan) sont contamineacutees par le Pb et le Cd (Kenesariyev et al 2008) Les milieux aquatiques sont tregraves sensibles aux eacuteleacutements traces en raison de leur bioaccumulation dans la chaicircne alimentaire Le cadmium se concentre chez les phoques et les marsouins le plomb le zinc le cuivre se concentrent surtout chez des mollusques ce qui est plus dangereux pour les hommes reacuteguliegraverement consommateurs (Mc Aloon et Mason 2003)

Les concentrations en meacutetaux lourds dans les sols sont beaucoup moins importantes que dans les seacutediments Les seacutediments du Lac Balkyldak ont eacuteteacute fortement contamineacutes par les meacutetaux lourds (Ullrich et al 2007) Dans tous les poissons peacutecheacutes sur la cocircte eacutegyptienne de la Mer Meacutediterraneacutee le contaminant dont les teneurs sont les

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plus eacuteleveacutees est le zinc (gt57 mgkg) suivi par du chrome cuivre du plomb et du cadmium Les teneurs de certains de des meacutetaux lourds varient selon lrsquoespegravece de poisson (Abdallah 2008)

Les mecircmes reacutesultats ont eacuteteacute obtenus pour des poissons de la Mer Caspienne Dans tous les poissons la concentration en zinc a eacuteteacute la plus eacuteleveacutee suivie par le cuivre le seacuteleacutenium le manganegravese et le cobalt cependant les quantiteacutes de Cd et Pb eacutetaient relativement faibles (Anan et al 2005)

Des faibles concentrations en cuivre zinc cadmium et en plomb ont eacuteteacute mesureacutees dans du caviar frais (Wang et al 2008) Contamination des plantes

Le transfert des meacutetaux lourds du sol aux plantes est une eacutetape importante dans laccumulation des eacuteleacutements toxiques le long de la chaicircne alimentaire Il existe de nombreux facteurs qui influencent lrsquoaccumulation des meacutetaux dans la plante comme le stade de croissance (Miquel 2001) la concentration des eacuteleacutements traces dans le sol et le pH du sol (Peralta-Videa et al 2009)

Le transfert des meacutetaux dans la chaine alimentaire deacutepend de la barriegravere laquo sol- planteraquo qui srsquoaltegravere quand la concentration de meacutetal deacutepasse les limites critiques speacutecialement pour les meacutetaux toxiques comme le plomb et le cadmium (Cai et al 2009) La contamination du sol par le cadmium augmente son absorption par les plantes et son passage dans la chaine alimentaire (Quarshie et al 2011) Les ceacutereacuteales peuvent absorber les eacuteleacutements toxiques du sol contamineacute par leurs racines et mecircme absorber ces toxiques par la surface de leurs feuilles (Liu et al 2005)

Certaines plantes accumulent des meacutetaux lourds alors que dautres plantes ne le font pas En conseacutequence les plantes qui se deacuteveloppent sur un sol contamineacute peuvent ecirctre des sources importantes en eacuteleacutements toxiques dans la chaine alimentaire (Swarup et al 2005) Dans ces conditions le cadmium et le plomb peuvent ecirctre transfeacutereacutes du sol aux plantes en quantiteacutes non neacutegligeables (Liu et al 2005 Li et al 2007) On a ainsi rapporteacute des taux eacuteleveacutes de meacutetaux lourds dans de nombreux produits alimentaires veacutegeacutetaux poussant sur des sols contamineacutes bleacute et maiumls de printemps (Panin 1998 Bolshakov et Galper 1998 Nan et al 2002 Sarsenbayev et al 2002) pommes de terre (De Pieri et al 2006) choux et ceacuteleri ((Yang et al 2011) riz (Li et al 2005 Chaney et al 2004 citeacute par par Peralta-Videa et al 2009) La consommation de leacutegumes contamineacutes est notamment une source importante de cadmium chez les hommes (Millis et al 2004) Mais on observe une forte variation selon le type de plantes et les saisons (Brekken et Steinnes 2004)

Les plantes qui constituent la base de la chaine alimentaire peuvent ainsi transporter les polluants jusqursquoagrave un niveau plus haut de cette chaine Contamination des organismes animaux

On peut constater lrsquoaccumulation drsquoeacuteleacutements toxiques dans les organismes vivants agrave drsquoautres niveaux de la chaine alimentaire aussi bien parmi la faune sauvage que domestique Laskowski et Hopkin (1996) ont montreacute par exemple que chez le serpent (H aspersa) llsquoessentiel (43) du plomb est accumuleacute dans les tissus mous Milton et al (2002) ont montreacute une correacutelation entre la teneur en plomb des plantes et des sauterelles Chorthippus brunneus Le risque de saturnisme est confirmeacute chez un grand nombre drsquooiseaux avec de fortes concentrations en plomb dans les tissus jusqursquoagrave trois fois supeacuterieur agrave la norme (Miquel 2001) En Croatie dans les reins de cerf et de sanglier la concentration en cadmium eacutetait respectivement comprise entre 23 et 59 ppm et entre 35 et 21 ppm (Bilandžić et al 2009) Taggart et al (2011) ont rapporteacute que la concentration en plomb chez le cerf et le sanglier eacutetait plus eacuteleveacutee chez les individus ayant reacutesideacute dans la zone miniegravere

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Lrsquoaccumulation de ces eacuteleacutements potentiellement toxiques chez le beacutetail par consommation de fourrage contamineacute est un risque reacuteel (Lopez et al 2003 Chhabra et Singh 2005 Diacono 2007 Cai et al 2009) Dans lrsquoest du Kazakhstan ougrave est localiseacutee lrsquoindustrie meacutetallurgique la contamination des plantes et des tissus animaux par le plomb le cadmium et le zinc a eacuteteacute observeacutee (Farmer et Farmer 2000) Pregraves des mines une concentration significative du plomb a eacuteteacute observeacutee dans le sang de vaches et mouton (Rodriacuteguez-Estiva et al 2012) Lopez et al (2000) ont observeacute une accumulation de plomb de cadmium de cuivre et de zinc chez les vaches et les veaux pacircturant dans des zones contamineacutees Pregraves du four de fusion du plomb et de zinc agrave Guizhou en Chine ougrave la teneur en cadmium eacutetait 10 fois plus eacuteleveacutee que les normes chinoises pour le sol et les fourrages les concentrations en cadmium et en plomb dans les reins de bovins provenant de ces zones pollueacutees eacutetaient respectivement 97 et 32 plus eacuteleveacutees par rapport aux Standards de la Seacutecuriteacute Alimentaire de Chine (Cai et al 2009) Contamination du lait et des produits laitiers

Le lait et les produits laitiers peuvent ecirctre eacutegalement contamineacutes et avoir des effets nocifs quand ils sont consommeacutes en grande quantiteacute Dey et Swarup (1996) ont montreacute des relations entre les teneurs en plomb dans le lait du beacutetail et dans leur alimentation Des analyses de lait produit par des vaches pacircturant le long dun axe routier et pregraves drsquoune source de pollution ont montreacute des teneurs en eacuteleacutements traces eacuteleveacutees dautant plus lorsque le trafic routier eacutetait important (Simsek et al 2000 Bhatia et Choudhri 1996 Farmer et Farmer 2000 Cai et al 2009) Ainsi dans le lait de vache la teneur en plomb eacutetait en moyenne de 00013 ppm en zone rurale (Licata et al 2003) et de 025 ppm en zone non industrielle (Swarup et al 2005) Il n y a que tregraves peu deacutetudes meneacutees agrave ce sujet pour le lait de chamelle La concentration en plomb dans le lait de vache ne doit pas deacutepasser 01 ppm selon les standards kazakhs pour la consommation humaine Elle est fixeacutee agrave 005 ppm en Allemagne et en Hollande Des niveaux tregraves variables de contamination ont eacuteteacute trouveacutes lors drsquoeacutetudes preacuteceacutedentes effectueacutees au Kazakhstan Des niveaux tregraves eacuteleveacutes de lrsquoordre de 053 ppm (Konuspayeva et al 2008c) ont eacuteteacute rapporteacutes mais aussi de plus faibles comme 0025 ppm (Meldebekova et al 2008) Lespegravece animale na pas dinfluence sur les teneurs en plomb alors quil y a une petite influence saisonniegravere (Konuspayeva et al 2008a) Les teneurs en plomb Pb dans le shubat sont tregraves faibles par rapport agrave celles mesureacutees dans le lait

Concernant le cuivre les teneurs mesureacutees dans le lait de chamelle de fermes kazakhes eacutetaient sensiblement proches de celles normalement admises (Meldebekova et al 2008)

Peu de donneacutees existent sur la contamination du lait de chamelle au Kazakhstan par le cadmium La teneur maximale citeacutee dans la litteacuterature est de 0035 ppm de Cd dans le lait de vache (Fursov et al 1985) mais sont aussi citeacutees des valeurs plus faibles de lrsquoordre de 007x10-3 ppm (Tripathi et al 1999 Vidovic et al 2005)

Une eacutetude meneacutee par Saitmurova et al en 2001 dans la reacutegion situeacutee preacutes de la mer drsquoAral a montreacute que le lait de chamelle et le shubat produits dans cette zone du Kazakhstan pouvaient contenir 01 ppm de cadmium

La preacutesence du zinc dans le lait est normale et fait partie de la composition naturelle du lait Neacuteanmoins il devient gecircnant lorsqursquoil est en excegraves Ainsi la FAO a deacutetermineacute que la teneur normale en zinc dans le lait de vache eacutetait de 3 agrave 6 ppm Neacuteanmoins certains auteurs ont mesureacute des teneurs en zinc dans le lait de vache de zones industrielles routiegraveres et rurales respectivement de 501 ppm 449 ppm et 377 ppm (Simsek et al 2000) ou encore de 3177 ppm (Tripathi et al 1999) et de 2016 ppm (Licata et al 2003) Ces reacutesultats ne montrent pas drsquoexcegraves de zinc dans le lait de

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vache quelque soit le niveau de contamination de lrsquoenvironnement Au Kazakhstan Meldebekova (2008) a mesureacute 5 ppm dans le lait de chamelle et le shubat

Le cas du cuivre est similaire agrave celui du zinc agrave savoir que crsquoest un eacuteleacutement

naturellement preacutesent dans le lait dont les teneurs normales pour le lait de vache sont comprises entre 01 et 04 ppm (FAO 1998) Simsek et al (2000) ont observeacute que le lait produit par les vaches en zone industrielle contenait en moyenne significativement plus de cuivre que celui des vaches en zone routiegravere et rurale respectivement 096 ppm 058 ppm et 039 ppm Ces reacutesultats mettent en eacutevidence lrsquoimpact des activiteacutes humaines sur les teneurs en cuivre dans le lait de vache qui dans un environnement industriel et routier deviennent supeacuterieures aux teneurs normales Cependant drsquoautres auteurs ont obtenu des reacutesultats extrecircmes tels que Licata et al (2003) qui ont trouveacute une teneur moyenne en cuivre dans le lait de vache de 000198 ppm soit une valeur tregraves faible par rapport aux teneurs normalement admise

On observe donc une grande variabiliteacute dans les valeurs observeacutees et releveacutees dans la litteacuterature Cette variabiliteacute nrsquoest pas le seul fait des niveaux de contamination En effet pour les diffeacuterentes espegraveces animales la biodisponibiliteacute lrsquoabsorption la mobiliteacute lrsquoaccumulation et lrsquoexcreacutetion drsquoun eacuteleacutement ne sont pas comparables et mecircme si la quantiteacute ingeacutereacutee est comparable la composition du lait ne le sera pas Parfois chez les animaux de mecircme espegravece le meacutetabolisme des eacuteleacutements est diffeacuterent au niveau geacuteneacutetique (Coni et al 1996) Contamination des hommes

Tous ces eacuteleacutements toxiques srsquoaccumulent dans lrsquoorganisme humain via la chaine alimentaire Chez les habitants situeacutes pregraves de lrsquoancienne zone des essais nucleacuteaires un taux eacuteleveacute de plomb et de cadmium a eacuteteacute mesureacute dans le lait des femmes allaitantes et leur sang en relation avec la consommation des aliments contamineacutes (Kenesariyev et al 2008)

Lrsquoingestion de plomb et de cadmium ou autres meacutetaux lourds peut avoir une conseacutequence seacuterieuse sur le meacutetabolisme et le stockage du Fe vitamine C et autres nutriments essentiels ce qui conduit agrave la diminution des deacutefenses immunitaires un retard de croissance intra-uteacuterin avec des faculteacutes psycho-sociales affaiblies et des incapaciteacutes associeacutees agrave la malnutrition (Lyengar et Nair 2000 citeacute par Liu et al 2005) augmentation de cancer gastro-intestinal (Turkdogan et al 2003 citeacute par Liu et al 2005) et reacuteduction de la dureacutee de la vie humaine de 9-10 ans (Lacatusu et al 1996 citeacute par Liu et al 2005)

Dans ce contexte un grand nombre de scientifiques srsquoaccordent agrave penser que lrsquoeacutetude des expositions aux meacutetaux lourds est aujourdrsquohui neacutecessaire (Barbera et al 1993 Schuhmacher et al1993 Ikeda et al 1996 Raghunath et al 1997) I232 Pesticides

Malgreacute lrsquointerdiction drsquoutiliser certains des pesticides autrefois largement reacutepandus dans les zones agricoles la plupart drsquoentre eux demeurent preacutesents dans notre environnement Comme ces composeacutes chimiques sont liposolubles et persistants on observe une bioaccumulation de ces composeacutes dans les tissus adipeux des organismes vivants et agrave la bio magnification par la chaine alimentaire avec comme reacutesultat un niveau de contamination tregraves eacuteleveacute chez les super-preacutedateurs (Behrooz et al 2009 Lutter et al 1998) Ainsi les carnivores et piscivores situeacutes en bout de chaicircne concentrent des doses de pesticides pouvant atteindre 10 000 fois celles des premiers maillons (Anonyme 21)

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La contamination de lrsquoair Emis par des entreprises chimiques de production de pesticides (Bailey 2001

Barber et al 2005) ou reacutepandus lors de traitement des cultures agricoles (Chevreuil et al 1996) les pesticides organochloreacutes (POC) se distribuent dans lrsquoatmosphegravere Dans lrsquoair les POC peuvent se deacutegrader se redistribuer se transporter et retourner sous forme de preacutecipitations sur le sol ou dans les eaux de surface Les concentrations du DDT lrsquoun des POC les plus utiliseacutes jusqursquoagrave son interdiction deacutetecteacutees dans lrsquoair en Europe varient entre 0004-0116 ngm3 (UNEP 2003)

Les seacutediments contamineacutes du fond de la Mer drsquoAral ont eacuteteacute disseacutemineacutes sur les vastes territoires par les vents forts Ce qui a causeacute une augmentation de la concentration en DDT et des autres polluants organiques (POP) dans le sol lrsquoeau et dans la chaine alimentaire (Erdinger et al 2004) La contamination du sol

Apregraves le lessivage de sols par les preacutecipitations les pesticides migrent dans les riviegraveres Certains facteurs influencent la peacuteneacutetration et la dispersion dans les sols comme la nature du pesticide le reacutegime hydrique la permeacuteabiliteacute et le pH du sol (Ronchi et al 2008)

Le lit de la mer drsquoAral est deacutesormais en grande partie agrave deacutecouvert vaste eacutetendue de sable ougrave les tempecirctes font rage plus de 90 jours par an emportant de 15 agrave 75 millions de tonnes de sable chargeacutes de pesticides sur 250 km agrave la ronde (Anonyme 22) Selon les proprieacuteteacutes du sol le DDT migre en moyenne agrave 75-100 cm de profondeur Le pp-DDE le β-HCH et le γ-HCH sont les plus freacutequemment deacutetecteacutes dans le sol et agrave des taux souvent supeacuterieurs aux autres pesticides chloreacutes (Battu et al 2005) Le sol reste un milieu tregraves important pour le transfert de pesticides dans les chaicircnes alimentaires Une fois localiseacutees dans le sol les substances dangereuses sont disperseacutees et migrent dans lrsquoaquifegravere (Gałuszka et al 2011) La contamination de lrsquoeau

Des eacutetudes ont montreacute que les pesticides organochloreacutes peuvent migrer dans les systegravemes aquatiques agrave travers lrsquointerface air-eau Ce sont drsquoabord les eaux continentales qui sont contamineacutees par transfert agrave partir des sources ougrave ils sont ensuite achemineacutes vers les oceacuteans (Jantunen et Bidleman 1998) Chaque anneacutee la mer Caspienne reccediloit 140 millions de tonnes de polluants Le taux moyen de pesticides par litre dans la partie nord notamment celle du delta de la Volga est de 44 mgl (Anonyme 22 Moore et al 2003)

Ces composeacutes sont tregraves peu solubles dans lrsquoeau (Smith et Gangolli 2002) Des concentrations eacuteleveacutees de POC ont eacuteteacute trouveacutees dans les eaux de la reacutegion arctique (gt55 ngl de HCH) Des teneurs en lindane 040 μgl ont eacuteteacute mesureacutees dans lrsquoeau potable drsquoIstanbul (Aydin et al 1999)

Des concentrations eacuteleveacutees de POC ont eacuteteacute mesureacutees dans les eaux du Danube et du Prut en Roumanie (UNEP 2003) Le DDT et le HCH ont eacuteteacute eacutegalement deacutetecteacutes dans les eaux potables lrsquoeau de pluie et les riviegraveres de lrsquoUkraine (Tsvilihovskii et al 2004 citeacute par Liliana 2007) A St George Bay (Canada) le PCB a eacuteteacute deacutetecteacute dans la pluie la riviegravere la mer et les seacutediments (Harding et al 1997) Le lindane est le plus freacutequemment deacutetecteacute dans lrsquoeau (Liliana 2007) Les seacutediments absorbent les composants chimiques qui passent dans lrsquoeacutecosystegraveme aquatique (Maёnpaa et al 2003) Des concentrations eacuteleveacutees de DDT (63-260 μgkg) ont eacuteteacute mesureacutees dans les seacutediments des riviegraveres indiennes (Guzzella et al 2005) Les valeurs de la concentration DDT dans les seacutediments du lac Oural en Russie variaient entre 002 et 645 μgkg (UNEP 2003) Des valeurs consideacuterables de POC ont eacuteteacute constateacutees dans les seacutediments des riviegraveres Pearl et Haihe de Chine (19 -19 ngg de HCH et 03-80 ngg de

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DDT) et dans les seacutediments pregraves de la cocircte (01-44 μgkg) (Wang et al 2003 Yang et al 2005)

La reacutetention des POC dans lrsquoeau et les seacutediments donne lieu agrave une contamination agrave long terme des milieux aquatiques et notamment des espegraveces animales et veacutegeacutetales qui vivent dans les eaux (Yehouenou et al 2006) La contamination des veacutegeacutetaux

Couvrant les plantes les pesticides srsquoy fixent (de quelques semaines agrave quelques mois) gracircce agrave leurs proprieacuteteacutes eacutelectrostatiques et leur capaciteacute drsquoabsorption Une partie peut ecirctre eacutelimineacutee par le vent et la pluie Certains restent sur les feuilles alors que les pesticides hydrosolubles et liposolubles peuvent ecirctre absorbeacutes par la racine ou la cuticule Les concentrations eacuteleveacutees de HCB ont eacuteteacute deacutetecteacutes dans les feuilles de theacute (Tanabe et Kunisue 2007)

Les reacutesidus de POC ont eacuteteacute trouveacutes dans les racines des espegraveces veacutegeacutetales comme les carottes les pommes de terre les betteraves dans des fruits et les leacutegumes et autres produits qui font partie du reacutegime alimentaire quotidien (Battu et al 2005) En 2008 au Kazakhstan dans certains eacutechantillons de choux de tomate et de carotte des pesticides ont eacuteteacute deacutetecteacutes (Rashitova 2009)

Zohair et al (2006) ont trouveacute des reacutesidus de HCB (0001-00037 μgkg) et de DDT (36-100 μgkg) dans les carottes La carotte est une varieacuteteacute qui bio-accumule fortement le lindane le DDT et le HCB agrave partir du sol Cette accumulation peut ecirctre due agrave de fortes concentrations des POC dans le sol agrave lrsquoimportance des racines dans lrsquoaccumulation des polluants organiques ou agrave la forte teneur en carotegravene (substance lipophile) qui retient les POC (Miglioranza et al 1999)Des teneurs eacuteleveacutees ont ainsi eacuteteacute mesureacutees dans des carottes (048 mgkg) mais aussi dans des fruits (0025 mgkg) par Liliana (2007) Des eacutetudes effectueacutees dans plusieurs pays ont montreacute que les POC sont preacutesents agrave lrsquoeacutetat de traces dans les ceacutereacuteales (le bleacute le maiumls le tournesol) du fait de leur teneur en matiegravere grasse (Bai et al 2006) Selon un rapport de la Commission de Bruxelles en 2006 des pesticides eacutetaient preacutesents dans 495 des fruits des leacutegumes et des ceacutereacuteales de lUE soit le chiffre le plus haut jamais atteint mais seulement 45 deacutepassaient les limites regraveglementaires (Anonyme 16) La contamination des animaux

Les concentrations les plus eacuteleveacutees de DDT sont observeacutees dans la viande les fruits de mers et les produits laitiers (Jaga and Dharmani 2003) alors que les concentrations dans les aliments drsquoorigine veacutegeacutetale sont plus faibles (Wong et al 2005)

Les pesticides peuvent srsquoaccumuler dans les organismes aquatiques selon diffeacuterents meacutecanismes bioconcentration par lrsquoabsorption directe de lrsquoeau ou des particules (ingestion) et bio magnification par consommation des nutriments aquatiques contamineacutes (Van der Oostaj et al 1996)

Les ΣDDT Σ-chlordane et ΣPCB ont eacuteteacute deacutetecteacutes chez les principaux poissons et les inverteacutebreacutes Si pour lrsquoaccumulation des ΣDDT et des Σ-chlordane lrsquoacircge des organismes est important pour le ΣPCB la position trophique est prioritaire (McIntyre et Beauchamp 2007) Lrsquoacircge et lrsquoespegravece jouent un rocircle important sur la quantiteacute de PCB dans les poissons (Harding et al 1997)

Les reacutesidus de pesticides chloreacutes ont eacuteteacute trouveacutes dans les poissons de la riviegravere Oueacutemeacute (Reacutepublique du Benin) avec des teneurs comprises entre 0 et 1664 ngg (Pazou et al 2006)

Tous les poissons de la Mer Caspienne contenaient des quantiteacutes faibles de composeacutes toxiques agrave lrsquoexception drsquoune espegravece de poisson (vobla) de la reacutegion drsquoAtyrau (PCBs= 250 ngg) (Hooper et al 1997) Les niveaux des PCBs DDTs HCB PCDFs et

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PCDDs dans les tissus des anguilles sont correacuteleacutes avec le niveau de pollution des seacutediments Les composeacutes organochloreacutes ont eacuteteacute deacutetermineacutes chez 5 espegraveces drsquoesturgeons de la Mer Caspienne au Kazakhstan Azerbaiumldjan Turkmeacutenistan et Iran Les concentrations en DDT et ses meacutetabolites eacutetaient preacutedominants suivi par les PCBs CHLs HCHs HCB et dieldrin Les concentrations de composeacutes organochloreacutes chez le beluga (Huso huso) ont eacuteteacute les plus eacuteleveacutees Les reacutesidus de composeacutes organochloreacutes eacutetaient plus eacuteleveacutes dans les esturgeons provenant drsquoAzerbaiumldjan et du Kazakhstan et plus faibles au Turkmeacutenistan (Kajiwara et al 2003)

Les PCB et DDT ont eacuteteacute deacutetecteacutes dans le caviar de diffeacuterents espegraveces (Wang et al 2008)

Les PCB et les pesticides organochloreacutes ont eacuteteacute deacutetermineacutes dans lrsquohuile et le foie de phoques Caspiens (Phoca caspica) (Kajiwara et al 2002) Le polluant preacutedominant chez le phoque eacutetait le DDT (Watanabe et al 1999) Les traces de DDT DDE et drsquoautres reacutesidus organochloreacutes ont eacuteteacute deacutetecteacutes chez les pingouins et phoques de lrsquoAntarctique

Lrsquohuile de poisson obtenue agrave partir de poisson contamineacute qui est consommeacute en quantiteacute non neacutegligeable chez les enfants preacutesente un danger potentiel pour la santeacute (Smith et Gangolli 2002)

Dans la reacutegion du Golfe du St Laurent (Canada) des concentrations de PCB non neacutegligeables ont eacuteteacute deacutetecteacutees dans les diffeacuterents niveaux de la chaine alimentaire benthos plancton poisson (Dalcourt et al 1992) mammifegraveres marins et chez les humains (Harding et al 1997)

Les toxiques qui ont peacuteneacutetreacute dans les veacutegeacutetaux sont transporteacutes et arrivent dans lrsquoorganisme des animaux (volaille beacutetail etc) puis les produits toxiques passent tregraves vite dans les œufs et dans le lait (Kan et Meijer 2007) Une concentration faible des pesticides organochloreacutes a eacuteteacute observeacutee dans les muscles des oiseaux au Canada (Braune et Malone 2006)

En Eacutegypte ougrave comme au Kazakhstan la culture du coton est tregraves importante la contamination de carcasse des animaux par le DDT lrsquoHCH le lindane lrsquoaldrin le dieldrin et lrsquoendrin a eacuteteacute mise en eacutevidence La viande de chameau eacutetait moins contamineacutee que celles des vaches ou des moutons (Sallam et Morshedy 2008) Il faut rappeler ici que le P-Hexachlorocyclohexane a eacuteteacute largement utiliseacute comme insecticide chez les moutons au Kazakhstan (Hooper et al 1998) La contamination du lait et des produits laitiers

Drsquoapregraves Ronchi et al (2008) les teneurs en pesticides chloreacutes dans le lait de vache varient selon la phase de lactation Lrsquoeacutetat sanitaire de la mamelle lrsquoacircge de lrsquoanimal sa teneur en matiegravere grasse ou encore le nombre de gestation influencent positivement les concentrations en pesticides Wong et Lee (1997) ont montreacute que certains pesticides organochloreacutes (dont le DDT et le lindane) pouvaient contaminer le lait du beacutetail 10 ans apregraves leur interdiction Des concentrations non neacutegligeables de PCDD PCDF et PCB ont eacuteteacute deacutetermineacutees dans le lait de chamelle Les concentrations du DL-PCB dans deux eacutechantillons drsquoAtyraou ont deacutepasseacute les Normes Europeacuteennes (Konuspayeva et al 2011) Des pesticides organochloreacutes ont eacuteteacute deacutetecteacutes dans le lait de vache au Kazakhstan (Hooper et al 1997)

Le DDT et le HCH ont eacuteteacute deacutetecteacutes dans les laits en Roumanie (Hura et al 1999) Les recherches de Mallatou et al (1997) sur les reacutesidus de POC dans les laits et les fromages ont permis de mettre en eacutevidence des valeurs eacuteleveacutees de pprsquo-DDE (16000-18000 mgkg) et de lindane (0800-7000 mgkg)

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La contamination humaine Dans le tissu adipeux humain la demi-vie de DDT est de 7ndash8 ans (Wong et al

2005) et sa concentration augmente avec lrsquoacircge (Jaga et Dharmani 2003) Les polluants les plus notables dans le sang maternel et le cordon ombilical sont les composeacutes

organochloreacutes comme le HCB le β-HCH le pp-DDE et la dioxine (2378-TCDD)

(Erdinger et al 2004) Les POP peuvent passer la barriegravere du placenta et ecirctre absorbeacutes par le fœtus (Waliszewski et al 2001 Wong et al 2005)

Au nord de la mer drsquoAral (Kazakhstan) les teneurs sanguines en PCB β-HCH

et DDT et son deacuteriveacute DDE eacutetaient plus eacuteleveacutes que celles des enfants sueacutedois (Ataniyazova et al 2001 Erdinger et al 2004 Jensen et al 1997) Au Chukotka (Russie) les contaminations humaines par des composeacutes organochloreacutes ont eacuteteacute deacutemontreacutes dues agrave la consommation de mammifegraveres marins et agrave lrsquoutilisation de pesticides (Sandanger et al 2009)

Les tissus adipeux des femmes accumulent certaines quantiteacutes de reacutesidus de POP degraves la naissance (Lutter et al 1998) Pendant la lactation le tissu adipeux maternel est mobiliseacute et les toxiques passent dans le lait (Jaga and Dharmani 2003 Wong et al 2005) ce qui tend agrave consideacuterer le lait de femme comme un biomarqueur de lrsquoexposition environnementale aux reacutesidus organochloreacutes (Behrooz et al 2009 Ataniyazova et al 2001 Nadal et al 2004 Lederman 1996) Le DDE se lie aux lipides aussi sa concentration dans le lait maternel est 6-7 fois plus eacuteleveacute que dans le sang

Des doses tregraves eacuteleveacutees de DDT et HCH qui deacutepassent les normes de lrsquoOMS de 13-14 fois ont eacuteteacute mesureacutees dans le lait maternel de certaines reacutegions drsquoInde (Banerjee et al 1997) Dans certains pays en drsquoAfrique drsquoAsie et drsquoAmeacuterique Latine ayant une exposition reacutecente au DDT et au DDE les niveaux dans les tissus humains sont plus eacuteleveacutes qursquoen Europe et qursquoaux Etats-Unis (Jaga et Dharmani 2003) Les concentrations eacuteleveacutees de DDT et ses deacuteriveacutes dans le lait de femme ont eacuteteacute observeacutes dans diffeacuterents endroits du monde au Zimbabwe (Hooper et al 1997) au Mexique (Jaga and Dharmani 2003) en Ukraine (Gladen et al 1999) en Australie (Quinsley et al 1995) en Tunisie (Ennaceur et al 2008) Les PCB et le HCH eacutetaient preacutedominants dans le lait des femmes japonaises et le DDT dans les laits maternels au Vietnam en Chine au Cambodge en Malaisie le HCH en Chine en Inde et le HCB en Chine (Tanabe et Kunisue 2007)

Les niveaux de contamination en HCB et en PCB drsquoenfants allaiteacutes au lait maternel eacutetaient plus eacuteleveacutes que chez les enfants nourris avec du lait en poudre La contamination par du DTT a eacuteteacute mise en eacutevidence dans de nombreux eacutechantillons de lait de femme au Turkmeacutenistan au Tadjikistan et au Kazakhstan (Lederman 1996)

Une quantiteacute eacuteleveacutee (10-120 pgg lipides de 2378-teacutetrachlorodibenzo-p-dioxine (TCDD) un toxique et un canceacuterogegravene puissant (Hooper et al 1998 Lutter et al (1998) et PCB (She et al 1998) a eacuteteacute deacutetecteacutee dans le lait de femme des reacutegions agricoles du Kazakhstan Les sources de la contamination du lait de femme par des pesticides au Kazakhstan sont les suivantes utilisation de pesticides dans lrsquoagriculture cotonniegravere au sud de pays consommation de poisson dans la reacutegion de la mer drsquoAral qui est tregraves pollueacutee et lrsquoutilisation de PCB dans les zones industrielles (Hooper et al 1997) Il y a une diffeacuterence significative du niveau des organochloreacutes dont le DDT entre les megraveres qui ont mangeacute du poisson une fois par semaine et celles qui en ont mangeacute plus drsquoune fois (Behrooz et al 2009)

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I3 Les Bacteacuteries Lactiques

Les bacteacuteries lactiques sont des procaryotes heacuteteacuterotrophes et chimio-

organotrophes Ce peut ecirctre des bacilles ou des coques avec diffeacuterents modes de groupement Elles sont Gram positif immobiles anaeacuterobies mais aeacuterotoleacuterantes asporuleacutees oxydase et catalase neacutegative bien que certaines espegraveces peuvent posseacuteder une pseudocatalase Lrsquoappellation laquobacteacuteries lactiquesraquo concerne plusieurs genres et espegraveces de bacteacuteries ayant des caracteacuteristiques communes dont la plus importante est leur capaciteacute agrave fermenter les glucides en acide lactique Les principaux genres bacteacuteriens lactiques sont pour les coques Streptococcus Lactococcus Vagococcus Enterococcus Pediococcus Aerococcus Tetragenococcus Leuconostoc et pour les bacilles Lactobacillus et Carnobacterium (Dellaglio et al 1994)

I31 Le rocircle des bacteacuteries lactiques

Les bacteacuteries lactiques sont des micro-organismes commensaux des hommes et des autres animaux Ils sont ubiquistes et colonisent aussi bien le systegraveme digestif que les muqueuses et la peau Les bacteacuteries lactiques peuvent ecirctre des probiotiques qui ingeacutereacutees en quantiteacute adeacutequate ont des effets beacuteneacutefiques sur lrsquoorganisme de lrsquohocircte Les effets sont soit directs soit indirects Bien qursquoil existe quelques rares espegraveces pathogegravenes elles sont geacuteneacuteralement reconnues comme sucircres (Chukeatirote 2003) Les probiotiques agissent en renforccedilant lrsquoimmuniteacute et le maintien de la flore saprophyte du tractus digestif Ils agissent particuliegraverement en inhibant les bacteacuteries pathogegravenes en neutralisant les produits toxiques comme lrsquoindole en ameacuteliorant la digestibiliteacute de la ration alimentaire et en stimulant lrsquoimmuniteacute (Chukeatirote 2003 Roissart et Luquet 1994 Ravinder et al 2007) Majii et al en 2007 ont montreacute lrsquoactiviteacute antiulceacutereuse des produits laitiers contenant des probiotiques Les probiotiques sont reconnus comme ayant un rocircle dans le traitement des diarrheacutees inflammatoires et dans la preacutevention des affections respiratoires et des allergies On leur precircte aussi des effets beacuteneacutefiques dans la preacutevention des maladies cardiovasculaires (baisse du taux de cholesteacuterol) des cancers et de lrsquoosteacuteoporose (fixation du calcium) bien que ces hypothegraveses nrsquoaient pas eacuteteacute deacutemontreacutees cliniquement jusqursquoagrave ce jour (Konuspayeva et al 2003 Serikbayeva et al 2005)

I32 Rocircle des bacteacuteries lactiques dans les produits fermenteacutes

Le terme de fermentation fait reacutefeacuterence agrave lrsquoensemble des transformations biochimiques reacutealiseacutees lors de la fabrication drsquoun aliment fermenteacute Crsquoest un meacutetabolisme eacutenergeacutetique baseacute sur le transfert drsquoeacutelectrons dun donneur (composeacute reacuteduit agrave bas potentiel Edeg) agrave un accepteur (oxydant agrave potentiel Edeg supeacuterieur de celui du donneur) par le biais de reacuteactions drsquooxydoreacuteduction seacutequentielles se deacuteroulant dans les micro-organismes Le plus souvent le transfert drsquoeacutelectrons est coupleacute agrave la production dATP par phosphorylation au niveau du substrat et agrave la reacute-oxydation du NADH H+ en NAD+ Le qualificatif de la fermentation est souvent le nom du produit reacuteduit Dans la fermentation lactique crsquoest le pyruvate qui est laccepteur deacutelectrons il est reacuteduit en lactate

Le principal rocircle des bacteacuteries lactiques est donc drsquoacidifier le milieu agrave des niveaux de pH et drsquoaciditeacute qui inhibent la croissance des flores microbiennes drsquoalteacuteration dont les flores microbiennes pathogegravenes responsables de toxi-infection alimentaires Lrsquoinhibition des flores drsquoalteacuteration est aussi due agrave la production par ces bacteacuteries de composeacutes antimicrobiens comme les bacteacuteriocines et le peroxyde drsquohydrogegravene Le

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meacutetabolisme des bacteacuteries lactiques provoque aussi des changements importants dans les proprieacuteteacutes organoleptiques et physico-chimiques de la matiegravere premiegravere drsquoorigine agricole qursquoelle soit veacutegeacutetale ou animale Ces transformations sont responsables de la texture (proteacuteolyse coagulation) de la couleur de la saveur et de lrsquoodeur des aliments fermenteacutes La fermentation lactique permet aussi drsquoeacutelargir la gamme des produits comestibles en les deacutetoxifiant crsquoest le cas du manioc Elle permet aussi drsquoameacuteliorer la biodisponibiliteacute des micronutriments

Les bacteacuteries homofermentaires produisent essentiellement de lrsquoacide lactique au cours de la fermentation agrave partir des glucides du lait et les bacteacuteries heacuteteacuterofermentaires peuvent non seulement produire de lrsquoacide lactique mais aussi de lrsquoeacutethanol de lrsquoacide aceacutetique et du dioxyde de carbone Une troisiegraveme voie de fermentation est celle des bifidobacteacuteries dont le meacutetabolisme est tout a fait particulier (Dellaglio et al 1994)

Dans de nombreux pays surtout en zone rurale ou peacuteriurbaine les aliments fermenteacutes traditionnels sont produits agrave petite eacutechelle au sein de la famille ou dans des ateliers de petite taille Mais ce type de produits est le reacutesultat de fermentations non controcircleacutees qui peuvent conduire agrave une variabiliteacute des productions finales et agrave la fabrication drsquoaliments contamineacutes mettant en peacuteril la santeacute des consommateurs

Les productions drsquoaliments fermenteacutes agrave plus ou moins grande eacutechelle dans des installations industrielles mettent en jeu des starters dont la composition microbiologique est bien deacutefinie Le starter peut ecirctre constitueacute drsquoune souche ou de meacutelange de plusieurs souches de la mecircme espegravece ou drsquoespegraveces diffeacuterentes Crsquoest le cas des produits laitiers fermenteacutes comme le yaourt les fromages le keacutefir les leacutegumes saumureacutes les viandes les salaisons

On distingue les ferments lactiques acidifiants comprenant essentiellement des souches homofermentaires qui acidifient rapidement et les ferments drsquoarocircmes avec plutocirct des souches heacuteteacuterofermentaires qui produisent des moleacutecules aromatiques parfois tregraves complexes (Lore et al 2005)

I33 Les bacteacuteries lactiques et les meacutetaux lourds

Deux notions doivent ecirctre preacuteciseacutees la bioaccumulation et la biosorption La

bioaccumulation des polluants est lrsquoabsorption par les cellules vivantes tout au long de la chaicircne trophique Le polluant se transporte dans la cellule srsquoaccumule dans le milieu intracellulaire traverse la paroi cellulaire et entre dans le cycle meacutetabolique cellulaire (Malik 2004) Au contraire le biosorption est une absorption passive par des mateacuteriaux mortsinactifs Elle est indeacutependante du meacutetabolisme cellulaire lieacute aux proprieacuteteacutes de la paroi des cellules

Les meacutethodes geacuteneacuteralement utilisables (preacutecipitation floculation eacutechange ionique et filtration de la membrane) pour eacuteliminer les meacutetaux lourds en faible concentration dans un milieu sont deacuteclareacutees comme coucircteuses et peu efficaces Lrsquoutilisation de la biomasse microbienne inactiveacutee comme adsorbant (biosorption) a eacuteteacute suggeacutereacutee comme alternative possible et eacuteconomique pour lrsquoeacutelimination des meacutetaux toxiques dans lrsquoeau Plusieurs travaux de recherches ont eacutetudieacute la capaciteacute de fixation des nombreux eacuteleacutements (Al Au Cd Co Cr Cu Fe Hg Ni Pb Th U Zn) par diffeacuterentes biomasses microbiennes comme les bacteacuteries les moisissures ou les algues (Volesky et Holan 1995 Davis et al 2003 Mehta and Gaur 2005 Vijayaraghavan et Yeoung-Sang 2008) Loutseti et al en 2009 ont testeacute un biofiltre constitueacute drsquoun meacutelange de micro-algues et bacteacuteries seacutecheacutees pour lrsquoeacutelimination de cuivre et de cadmium contaminants en faible concentration dans des deacutechets de galvanoplastie

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Lrsquoutilisation de la biomasse bacteacuterienne est rendue possible en raison des proprieacuteteacutes de surface de la paroi bacteacuterienne Les groupements fonctionnels preacutesents dans le peptidoglycane les acides teichoiumlque et teichuronique chez les bacteacuteries Gram-positive et les phospholipides les lipopolysaccharides chez les bacteacuteries Gram-neacutegatives sont responsables de leur caractegravere anionique qui permet la fixation par la paroi cellulaire des meacutetaux lourds sous forme cationique (Halttunen 2007) Plus preacuteciseacutement on peut citer comme bases potentielles de la biosorption les groupements carboxyles (Golab et Breitenbach 1995) amineacutes (Kang et al 2007) et phosphoryleacutes (Mishra et al 2010) Les exopolysaccharides ont aussi la capaciteacute de fixer les meacutetaux (McLean et al 1992) Le taux de biosorption ne deacutepend pas que de la nature du cation meacutetallique agrave fixer les ions meacutetalliques Il deacutepend aussi de lrsquoespegravece bacteacuterienne dont les proprieacuteteacutes peuvent varier en fonction de son eacutetat physiologique lui-mecircme en relation avec les conditions de croissance

Tunali et al (2006) ont analyseacute lrsquointeraction entre le Pb(II) et Cu(II) avec une souche de Bacillus sp Ils ont pu mettre en eacutevidence un meacutecanisme deacutechange ionique au cours de la biosorption de ces ions meacutetalliques

La capaciteacute de sorption des souches microbiennes deacutependent aussi du mode de preacuteparation des biosorbants Des eacutetudes ont montreacute que la modification chimique de la paroi des bacteacuteries augmentait la capaciteacute de sorption Des modifications structurelles lieacutees agrave des modifications geacutenomiques des souches produisent le mecircme effet A composition chimique eacutequivalente une surface drsquoeacutechange plus grande permet de fixer drsquoavantage de meacutetaux (Vijayaraghavan et Yeoung-Sang 2008)

Le rocircle deacutetoxifiant des bacteacuteries lactiques a eacuteteacute lrsquoobjet de nombreux travaux Concernant des polluants chimiques il a eacuteteacute montreacute que les bacteacuteries lactiques avaient la capaciteacute de diminuer le taux de mycotoxines (El-Nezami et al 1998 Hassanane et al 2007) de cyanotoxines (Meriluoto et al 2005) ainsi que celui des amines heacuteteacuterocycliques (Turbic et al 2002) Concernant les meacutetaux lourds il faut citer les travaux drsquoHalttunen et al (2007a) pour le cadmium et le plomb

La cineacutetique de la sorption a eacuteteacute eacutetudieacutee par de nombreux auteurs (Pardo et al 2003 Chojnacka et al 2005 Komy et al 2006 Lu et al 2006) Tous ont montreacute que crsquoeacutetait un processus rapide qui survient pendant les premiegraveres minutes de contact entre la solution de meacutetal et la biomasse

Concernant le rocircle deacutetoxifiant des bacteacuteries lactiques dans les aliments fermenteacutes Dallak (2009) et Al Hashem (2009) ont mis en eacutevidence le rocircle protecteur du lait de chamelle contre les meacutetaux lourds Pour Konuspayeva et al (2008c) la teneur en plomb du shubat tendrait agrave diminuer apregraves la fermentation lactique du lait de chamelle

Ibrahim et al (2006) ont eacutevalueacute lrsquointeraction des bacteacuteries probiotiques du lait de chamelle avec le cadmium et le plomb tout drsquoabord in vitro dans une eacutetape initiale de criblage afin drsquoidentifier les souches utiles pour la deacutecontamination des meacutetaux lourds dans les aliments et pour lrsquoeacutelaboration de modegraveles intestinaux Ils ont caracteacuteriseacute les isothermes de sorption du cadmium et du plomb chez Lactobacillus rhamnosus LC-705 Propionibacterium freudenreichii subsp shermanii JS et un meacutelange de bacteacuteries lactiques utiliseacutees dans lrsquoindustrie alimentaire Les diffeacuterences entre les souches et leurs combinaisons pour la capaciteacute de fixation des meacutetaux dans une gamme de concentration comprises entre 01 et 100 mgl ont eacuteteacute eacutevalueacutees agrave lrsquoaide du modegravele de biosorption de Langmuir Les impacts du pH du temps de contact et de la viabiliteacute sur la capaciteacute de fixation ont eacutegalement eacuteteacute examineacutes Toutes les souches et leurs combinaisons ont deacutemontreacute une fixation efficace du cadmium et du plomb La fixation des meacutetaux semblait se produire instantaneacutement et drsquoune maniegravere deacutependante du pH Halttunen et al (2007) ont travailleacute avec une souche de Lactobacillus casei DSM20011 native ou apregraves modification chimique de sa surface (amination) Ils ont vu que lrsquoAs (V)

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avait eacuteteacute eacutelimineacute drsquoune eau de consommation Lrsquoeacutelimination fut rapide mais deacutependante du pH et de la concentration en As (V) Le plus haut pourcentage drsquoeacutelimination (381 plusmn 90) a eacuteteacute observeacute agrave la plus basse concentration de lrsquoAs (V) (100 microll) agrave pH 7 Le maximum de capaciteacute drsquoeacutelimination de lrsquoAs (V) calculeacute eacutetait de 312 plusmn 68 microg drsquoAs (V)g de biomasse segraveche Les interactions entre lrsquoAs (V) et la souche semblaient faibles car lrsquoarsenic a eacuteteacute relargueacute ulteacuterieurement Il a eacuteteacute possible drsquoeacuteliminer lrsquoarsenic fixeacute par un lavage des bacteacuteries avec de lrsquoacide nitrique et de lrsquohydroxyde de sodium 15 mM indiquant que la fixation de ces deux meacutetaux se situait en surface des cellules microbiennes La surface des bacteacuteries lactiques est chargeacutee neacutegativement ce qui permettrait la capture des cations

Arauz et al (2008) ont eacutetudieacute le rocircle du seacuteleacutenium contre la toxiciteacute du cadmium dans les bacteacuteries lactiques La distribution de cadmium et du seacuteleacutenium dans des diffeacuterentes fractions de masse moleacuteculaire a eacuteteacute obtenue par tamisage moleacuteculaire Les auteurs ont observeacute un effet antagoniste du seacuteleacutenium qui diminue lrsquoincorporation du cadmium au sein des bacteacuteries dans les fractions de masse moleacuteculaire supeacuterieures agrave 600 kDa

Les souches eacuteliminatrices de meacutetaux lourds de lrsquoeau les plus efficaces sont Bifidobacterium longum 46 Lactobacillus fermentum ME3 et Bifidobacterium lactis Bd 12 Le maximum de capaciteacute drsquoeacutelimination du cadmium et du plomb est de 547 mgg et 1757 mgg de biomasse segraveche avec la souche Lb longum 46 (Halttunen 2007) Les reacutesultats de Halttunen et al (2008) ont montreacute que la preacutesence drsquoautres meacutetaux cationiques et de bloquants des groupes carboxyle et phosphoryles reacuteduisait lrsquoeacutelimination du Cd et Pb Ces reacutesultats suggegraverent lrsquoimplication drsquoune interaction eacutelectrostatique dans lrsquoeacutelimination du Cd et du Pb Lrsquoeacutelimination agrave la fois du Cd et Pb est reacuteversible ce qui a eacuteteacute deacutemontreacute par la reacutecupeacuteration totale des meacutetaux fixeacutes sur les bacteacuteries apregraves un traitement de celles-ci avec des solutions dilueacutees dacide eacutethylegravene-diamine-teacutetra-aceacutetique (EDTA) et drsquoacide nitrique (HNO3) La capaciteacute de reacutesorption des deux biomasses testeacutees a eacuteteacute diminueacutee apregraves reacutegeacuteneacuteration des cellules par une solution 10mM drsquoEDTA et 15mM drsquoacide nitrique Une diminution de la fixation agrave la fois du Cd et du Pb a eacuteteacute observeacutee lorsque des bacteacuteries modifieacutees chimiquement eacutetaient compareacutes aux bacteacuteries natives Cependant la fixation du Cd par la souche de Lb fermentum ME3 a augmenteacute leacutegegraverement apregraves meacutethylation des groupes carboxyles externes En geacuteneacuteral une fixation plus faible est observeacutee apregraves le traitement des groupes phosphoryles comparativement agrave la meacutethylation des groupes carbonyles Les souches Lb longum 46 et Lb fermentum ME3 ont fixeacute 033 plusmn001 et 045 plusmn 001 mmolg de Pb respectivement La fixation du Cadmium eacutetait plus faible soit agrave 015 plusmn 001 mmolg par Lb longum 46 et 010 plusmn 002 mmolg par Lb fermentum ME3

Au total les reacutesultats suggegraverent lrsquoimplication de plusieurs meacutecanismes reacuteversibles comme lrsquoeacutechange ionique et la preacutecipitation du Cd et du Pb fixeacutes par les bacteacuteries lactiques Lrsquoobservation des surfaces bacteacuteriennes par microscopie eacutelectronique agrave balayage (Photo5) reacutealiseacutee sur les souches Lb longum 46 et Lb fermentum ME3 lyophiliseacutees avant et apregraves la fixation du Pb montre de larges deacutepocircts de plomb visibles sur la surface de deux souches apregraves fixation (B et D) tandis qursquoil nrsquoy a pas de Pb visible sur les micrographies de controcircle (A et C) indiquant que la fixation a lieu agrave la surface de la bacteacuterie Cela signifie qursquoil y a sans doute drsquoautres meacutecanismes que ceux de lrsquoeacutechange ionique sans doute similaires au meacutecanisme en deux-eacutetapes observeacute pour B subtilis pour lequel la fixation commence par une reacuteaction stœchiomeacutetrique entre les cations et les sites de fixation de surface puis se termine par le deacutepocirct du meacutetal inorganique (Beveridge et Murray 1980)

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Photo 5 Image de microscopie eacutelectronique par transmission de Lb longum 46 (A et B) et Lb fermentum ME3 (C et D) lyophiliseacutees avant et apregraves la fixation du Pb (eacutechelle

barre 200nm) Selon Halttunen (2007) le nombre de moleacutecules absorbeacutees ne deacutepassent pas le

nombre de sites drsquoabsorption Tous les sites dadsorption ont la mecircme affiniteacute pour les moleacutecules adsorbeacutees Une moleacutecule reacuteagit agrave un seul site drsquoabsorption et la fixation est un processus eacutenergie-indeacutependant

Il a eacuteteacute montreacute que la fixation deacutependait de la souche bacteacuterienne et du pH (max a pH 4-6) (Tunali et al 2006 Deng et al 2007 Senthilkumar et al 2007) La fixation du cadmium et du plomb augmente agrave pH plus eacuteleveacute Ceci a eacuteteacute observeacute pour les bacteacuteries comme Lactobacillus rhamnosus LC705 (Ibrahim et al 2006) Lactobacillus plantarum Micrococcus luteus (Seki et al 2006) Bacillus subtilis (Fein et al 1997) et Pseudomonas putida (Pardo et al 2003) indiquant la preacutesence drsquoun meacutecanisme drsquoeacutechange ionique (Halttunen 2007)

Ces donneacutees montrent que les meacutetaux ont eacuteteacute fixeacutes par des interactions eacutelectrostatiques avec les composants de la paroi cellulaire Sur la paroi cellulaire de B subtilis certains meacutetaux cationiques comme le cuivre preacutefegraverent se fixer aux groupes amineacutes neutres Mais certains comme le plomb entrent dans des complexes chargeacutes neacutegativement dans lrsquoeau comme Pb(OH)3 et Pb(OH)4 et peuvent reacuteagir eacutelectrostatiquement avec les groupes amineacutes chargeacutes positivement (Beveridge and Murray 1980)

Dans plusieurs cas les interactions se passent entre les meacutetaux cationiques et les groupes anioniques de la surface cellulaire des microbes (Doyle et al 1980)

Les reacutesultats drsquoessais dadsorption de meacutetal indiquent que les deux types de sites carboxyles et phosphoryles contribuent agrave labsorption des meacutetaux La stabiliteacute des complexes meacutetaux-surface est suffisamment eacuteleveacutee lors des interactions meacutetal - bacteacuterie pour affecter les mobiliteacutes de meacutetal dans de nombreux systegravemes aqueux et cette approche permet de faire une eacutevaluation quantitative des effets des bacteacuteries sur les mobiliteacutes des meacutetaux (Fein et al 1997)

Daughney et al (1998) ont montreacute qursquoil y avait des diffeacuterences entre B licheniformis et Bacillus subtilis dans les proprieacuteteacutes de surface cellulaire (concentration de sites de surface) et les meacutetallo-affiniteacutes (les constantes de stabiliteacute en absorption drsquoun meacutetal)

La fixation du Cd et Pb srsquoaccroicirct avec lrsquoaugmentation de la concentration de la biomasse (Esposito et al 2002 Ngwenya et al 2003) Mais certaines eacutetudes montrent au contraire une diminution de la fixation avec lrsquoaugmentation de la concentration de biomasse Ces reacutesultats contradictoires peuvent provenir de sorption de meacutetaux par des acides organiques dissous qui interfegraverent avec la sorption des structures de surface bacteacuterienne (Puranik et Paknikar 1999) ou agrave la formation drsquo agreacutegats cellulaires qui reacuteduisent la surface disponible pour la fixation

Halttunen et al (2007a) ont rapporteacute que toutes les bacteacuteries fixent plus le Pb que le Cd La mecircme preacutefeacuterence a eacuteteacute observeacutee chez drsquoautres microbes comme

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Saccharomyces cerevisiae (Goumlksungur et al 2005) Pseudomonas aeruginosa (Chang et al 1997) Pseudomonas putida (Pardo et al 2003) et Citrobacter (Puranik and Paknikar 1999)

Topcu et Bulat (2010) ont montreacute que des souches drsquoEnterococcus faecium (E faecium EF031 et E faecium M74) fixaient le Cd et le Pb La souche EF031 a absorbeacute de 773 agrave 981 de la totaliteacute du Cd et 669 agrave 989 de celle du Pb La souche M74 a absorbeacute de 535 jusqursquoagrave 91 de la totaliteacute du Cd et 429 agrave 931 de celle du Pb pendant 48 h drsquoincubation agrave pH 5 Au cours de la premiegravere heure les deux souches ont fixeacute plus de 60 de la totaliteacute du Cd et du Pb absorbeacutes pendant 48 h Ce qui prouve que lrsquoabsorption est un processus rapide De plus les complexes formeacutes entre les meacutetaux lourds et les cellules bacteacuteriennes srsquoavegraverent stables

Gerbino et al (2012) ont rapporteacute que Lactobacillus kefiri CIDCA 8348 et JCM 5818 fixaient efficacement le Pb++ le Cd++ et le Ni++

I34 Impacts sur lrsquoabsorption dans le tractus digestif

Lrsquohomme agrave lrsquoinstar des animaux vit continuellement en association avec la population de microorganismes complexes habitant son tractus intestinal Selon la litteacuterature certaines bacteacuteries lactiques sont capables de survivre dans les conditions gastro-intestinales (Corcoran et al 2007 Guerra et al 2007 Lambert et Hull 1996 Takahashi et al 2004 Duez et al 2000 Rochet et al 2008 Su et al 2007) La reacutesistance de certains microorganismes aux variations du pH est due agrave leur mateacuteriel geacuteneacutetique et agrave leur capaciteacute agrave produire une reacuteponse adaptative au stress acide comme lrsquoont montreacute Kim et Dunn (1999) et Even et al (2002)

Les espegraveces plus reacutesistantes aux conditions gastro-intestinales sont Lactobacillus casei Lactobacillus sp les bifidobacteries Enterococcus faecalis et Streptococcus anginosus (Nueno-Palop et Narbad 2011)

Lrsquoadheacutesion de diffeacuterents acides gras C18 avec une double liaison dans une configuration cis ou trans chez Lactobacillus rhamnosus GG peut augmenter sa survie dans milieu simulant les conditions du suc gastrique (pH 25) Les donneacutees montrent que ce lactobacille probiotique peut utiliser des sources drsquoacide oleacuteique exogegravene pour augmenter sa survie dans un milieu acide (Corcoran et al 2007)

Berrada et al (1991) ont montreacute que les souches de bifidobacteacuteries contenues dans deux laits fermenteacutes diffeacuterents se comportaient tregraves diffeacuteremment lorsquils eacutetaient exposeacutes agrave un environnement gastrique simuleacute in vitro Une souche surveacutecut tregraves bien au moins pendant 90 mn (population gt107 g) mais la deuxiegraveme souche eacutetudieacutee eacutetait un peu moins reacutesistante Les reacutesultats obtenus in vitro ont eacuteteacute confirmeacutes par une eacutetude in vivo chez lhomme

Une augmentation significative du nombre de bifidobacteacuteries (DN-173 010) dans les selles a eacuteteacute observeacutee pendant lingestion de lait fermenteacute et diminueacutee lorsque lingestion a eacuteteacute arrecircteacutee (Collado et al 2006)

Les souches qui ont eacuteteacute utiliseacutees pour la fermentation du lait ont une bonne opportuniteacute pour survivre parce que certains probiotiques survivent mieux quand ils sont ingeacutereacutes dans le lait fermenteacute (Pochart et al 1992)

Les taux de survie de Lactobacillus casei DN-114 001 ingeacutereacute avec le lait fermenteacute eacutetaient en hausse de 512 dans lileacuteon et de 284 dans les fegraveces (Oozeer et al 2006)

La consommation de yogourt et de produits laitiers fermenteacutes contenant des bacteacuteries lactiques probiotiques se traduit par laugmentation de leur nombre dans les eacutechantillons feacutecaux (Rochet et al 2000 Yuki et al 1999) Streptococcus thermophilus Lb bulgaricus et Lb casei ainsi que les bifidobacteacuteries ont eacuteteacute trouveacutes dans les fegraveces des rats nourris avec du lait fermenteacute en yogourt (Djouzi et al 1997)

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Toutes ces reacutefeacuterences montrent que les souches des bacteacuteries lactiques peuvent traverser le tractus gastro-intestinal et ecirctre eacutelimineacutees vivantes dans les fegraveces Et si ces bacteacuteries absorbent les meacutetaux lourds et que leurs composeacutes sont stables comme le montrent les travaux citeacutes il y a des possibiliteacutes drsquoutiliser les bacteacuteries lactiques pour la deacutetoxification des laits et des produits laitiers contamineacutes par des meacutetaux lourds

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II MATERIELS ET METHODES

Pour la reacutealisation du preacutesent travail un grand nombre de techniques a du ecirctre mis en œuvre faisant appel agrave des disciplines aussi diverses que la geacuteographie la chimie organique la microbiologie ou lrsquoexpeacuterimentation animale Cette partie sera preacutesenteacutee en fonction des diffeacuterents objectifs afficheacutes dans lrsquointroduction agrave savoir (i) la mise en œuvre drsquoun systegraveme drsquoinformation geacuteographique pour localiser identifier et eacutevaluer semi-quantitativement les sources de pollution situeacutees pregraves des fermes eacutechantillonneacutees (ii) les meacutethodes de deacutetermination des polluants (meacutetaux lourds et pesticides) dans les diffeacuterentes matrices environnementales et dans le lait (iii) les techniques drsquoeacutevaluation qualitative et quantitative des polluants dans les bacteacuteries lactiques isoleacutees du lait de chamelle et identifieacutees par seacutequenccedilage et enfin (iv) la proceacutedure expeacuterimentale visant agrave eacutevaluer lrsquoimpact drsquoune ration contenant des ferments lactiques sur lrsquoabsorption du plomb

II1 Identification et localisation des sources de pollutions

Les zones eacutechantillonneacutees se situaient dans 4 reacutegions du Kazakhstan ougrave la concentration cameline eacutetait parmi les plus fortes et ougrave les risques de pollution eacutetaient patents Une ferme dans la reacutegion dAlmaty une ferme dans la reacutegion de Taraz cinq fermes dans la reacutegion du Sud Kazakhstan cinq fermes dans la reacutegion de Kyzylorda et deux fermes dans la reacutegion dAtyrau Pour chacune des reacutegions une enquecircte a eacuteteacute reacutealiseacutee afin de deacuteterminer les diffeacuterentes sources de pollution autour de chaque ferme

II11 Description des reacutegions deacutetude

Les reacutegions dAlmaty de Taraz du Sud Kazakhstan de Kyzylorda et dAtyraou sont situeacutees dans la partie sud du pays (Figure 3)

Figure 3 La carte du Kazakhstan diviseacutee en reacutegions

Environnement et ressources

Dans le sud du Kazakhstan (en dessous de 48deg de latitude) ougrave commence la reacutegion deacutetude les sols sont de type grisbrun alternant avec de larges bandes de sols

5

2

5

1

1

Taraz

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deacutesertiques sableux (dans la partie centrale et la partie meacuteridionale) qualifieacutes de sols bruns

La reacutegion dAlmaty (Annexe 1) est bordeacutee par les chaicircnes de montagnes dAlataou au Sud et srsquoeacutetend sur une vaste zone de plaines vallonneacutees par de petits creux et bosses avec une veacutegeacutetation de type prairial (herbaceacutees buissons absence drsquoarbres) et des sols de sierozems pauvres en matiegravere organique (Iskakova et Medeu 2006) Au nord de la reacutegion se trouve le lac Balkash La zone deacutetude se situe pregraves du village dArchi le long de la riviegravere Kourti Elle nest pas situeacutee sur une zone offrant des ressources meacutetallurgiques

La reacutegion du Sud Kazakhstan (Annexe 2) est traverseacutee par le fleuve Syr-Daria qui prend sa source dans les montagnes du Tian Shan au Kirghizstan pour aller abreuver la mer dAral Les zones cultiveacutees suivent le fleuve tout le long de son parcours Le nord de la reacutegion est traverseacute par les monts Karataou puis seacutetend le deacutesert du Betpak Dala Au sud des monts Karataou se trouve la ville de Turkestan situeacutee dans une reacutegion de deacuteserts avec une veacutegeacutetation arbustive Cest une vaste zone de pacircturages Les terres ont un taux de matiegravere organique moyen Au-dessus de Chymkent les sous sols de la reacutegion regorgent de Pb Cu et Zn ainsi que de phosphate (P) Les fermes eacutetudieacutees se situent au nord pregraves de Turkestan ougrave lon ne trouve pas de ressources meacutetallurgiques (Iskakova et Medeu 2006)

La reacutegion de Kyzylorda (Annexe 3) seacutetend un peu plus au nord avec des plaines palustres le long du fleuve qui sont soumises agrave inondation au deacutebut du printemps et peuvent se transformer en mareacutecages (Iskakova et Medeu 2006) Cest une zone de plaines deacutesertiques caracteacuteriseacutee par une veacutegeacutetation reacutesistante agrave la seacutecheresse et par des buissons eacutepineux Il ny a pas de gisements mineacuteraux tout comme pour Atyraou

La zone dAtyraou (Annexe 4) au nord de la mer Caspienne est une zone de

deacutesert plat de basse altitude Les terres sont salines Elle est parcourue par des vents chauds toute lanneacutee

Elle preacutesente des tempeacuteratures extrecircmes en hiver et en eacuteteacute (Iskakova et Medeu 2006)

Dans la reacutegion de Taraz seuls des eacutechantillons de lait de chamelle et shubat ont eacuteteacute pris pour lrsquoanalyse de meacutetaux Lrsquoeacutetude geacuteographique et la carte de lrsquoindice de pollution nrsquoont pas eacuteteacute reacutealiseacutees pour cette reacutegion qui ne faisait pas partie du reacuteseau de fermes initialement suivies ayant servi comme base drsquoeacutechantillonnage

Industries et pollution Dans la reacutegion dAlmaty la zone deacutetude se situe au nord de lancienne capitale

Le reacuteservoir deau de la riviegravere Kourti a eacuteteacute jugeacute pollueacute par une eacutetude dateacutee de 2005 On a observeacute notamment un deacutepassement de 12 fois la limite maximale de concentration (LMC) pour le Cu fixeacutees par lrsquoEtat du Kazakhstan (Le Guillou 2009)

Almaty preacutesente un des plus hauts niveaux de pollution de lair du pays Les substances polluantes sont les poussiegraveres les dioxydes de soufre et dazote et les hydrocarbures eacutemis par les industries de production deacutenergie et la meacutetallurgie Le rocircle de la pollution automobile est eacutegalement tregraves eacuteleveacute et continue drsquoaugmenter Il peut contribuer agrave 60 de la pollution de lair dans les grandes villes et monte jusquagrave 90 pour Almaty (Esekin et al 1998) Une augmentation de 15 des rejets dans latmosphegravere provenant de la circulation a eacuteteacute enregistreacutee entre 2001 et 2003 (Agence de statistiques du Kazakhstan 2009)

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Dans la reacutegion du Sud Kazakhstan on trouve des gisements duranium Dune part au nord de la reacutegion de lautre coteacute des monts Karataou agrave lentreacutee du deacutesert de Betpak Dala et dautre part pregraves de la valleacutee du fleuve Syr-Daria Il y a eacutegalement un gisement au sud de Turkestan Une exploitation de Cu et de Ba fonctionne agrave cocircteacute de la ville de Kentaw au nord de la ville de Turkestan Crsquoest une reacutegion agricole principalement de cultures de coton et de bleacute

La ville de Chymkent est situeacutee sur une reacutegion renfermant des ressources mineacuterales

Cest une zone dexploitation miniegravere et industrielle Il y a eacutegalement une usine de distillation du peacutetrole En conseacutequence la ville enregistre un haut niveau de pollution de lair Des concentrations extrecircmement eacuteleveacutees en P F Pb Cu et Cd ont eacuteteacute releveacutees dans lrsquoatmosphegravere (Esekin et al 1998) On peut noter eacutegalement une augmentation de 11 des eacutemissions dans latmosphegravere provenant des transports entre 2002 et 2003 (Agence de statistiques du Kazakhstan 2009)

Dans la zone industrielle de Chymkent la pollution des sols par le Pb eacutetait en 2000 de plus de 1500 fois la LMC et par le Cd de 200 LMC A cela se rajoute la fuite des eaux useacutees et labsence de gestion des deacutechets toxiques qui participent agrave la pollution des sols notamment par le Zn F Cd As et Se

Le niveau de pollution du fleuve Syr-Daria est examineacute par deux stations de controcircle qui lui attribuent un indice de pollution de quatriegraveme classe (sur une eacutechelle de 1 agrave 6) Les substances polluantes sont notamment les sulfates le cuivre ou les pheacutenols (en moyenne de 2 agrave 6 fois les LMC) ainsi que les nitrites (16 LMC) et les produits peacutetroliers (4 LMC) (Esekin et al 1998) Dautre part une pollution par les radionucleacuteides le Pb et lAs des seacutediments et des sols longeant la riviegravere Syr-Daria a eacuteteacute releveacutee dans une eacutetude meneacutee par Solodukhin de 2005 agrave 2008 Deux affluents du fleuve la riviegravere Arys qui passe au nord de Chymkent et la riviegravere Badam sont eacutegalement pollueacutes (Le Guillou 2009)

Dans la reacutegion de Kyzylorda les principales villes se situent le long du fleuve Syr-Daria Cette reacutegion contient des ressources peacutetrolifegraveres importantes Dans le Sud non loin de la ville de Chieli on trouve des gisements duranium exploiteacutes par des firmes eacutetrangegraveres Une zone agricole longe le fleuve Syr-Daria (coton bleacute)

En 2005 des niveaux de pollution importants ont eacuteteacute trouveacutes dans les reacuteservoirs deau et le fleuve Syr-Daria principalement par le cuivre et le phosphate (Le Guillou 2009) La pollution de leau est due aux activiteacutes agricoles en amont ainsi quaux rejets de polluants par les industries Les rejets de substances polluantes dans latmosphegravere provenant des activiteacutes industrielles sont estimeacutes agrave 19 milliers de tonnes dans la reacutegion avec une augmentation en 2003 de 6 millions de tonnes par rapport agrave 2002 Les rejets de polluants sont principalement dus agrave lindustrie peacutetroliegravere (quatre compagnies exploitent diffeacuterents sites au nord de la reacutegion)

Lagence de statistique du Kazakhstan (2009) explique cette augmentation par la croissance de la production en geacuteneacuteral et par lexploitation de nouveaux sites peacutetroliers Elle relegraveve que les principales industries peacutetroliegraveres nont pas de plan de gestion pour la protection de la nature et que les territoires exploiteacutes sont pollueacutes

La reacutegion dAtyraou au Nord de la mer Caspienne est connue pour sa production

de caviar mais elle est surtout exploiteacutee pour ses ressources peacutetroliegraveres Au sud agrave cocircteacute dAqtau des mines duranium sont eacutegalement exploiteacutees Lagence de statistique du Kazakhstan (2009) enregistre de forte quantiteacute de polluants eacutemis dans lair 80 agrave 85 des eacutemissions seraient dues aux industries dextraction et de production de gaz et de peacutetrole Il y a eu 1178 millions de tonnes de rejets de substances polluantes (hors eacutemissions automobiles) dans latmosphegravere en 2003 avec une augmentation de 53

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millions de tonnes par rapport agrave 2002 ce qui sexplique eacutegalement par laugmentation des activiteacutes et de la production

II2 Analyse environnementale et spatiale

II21 Reacutecolte des donneacutees

Afin de reacutealiser leacutetude spatiale les points GPS de chaque ferme et de chaque source de pollution identifieacutee ont eacuteteacute noteacutes En parallegravele il a eacuteteacute neacutecessaire de regrouper des informations provenant de diffeacuterentes sources - Fond de carte au format ArcGis Internet Digital Charte of the World (DCW) Diva GIS

- Topographie relief bassin versant carte administrative Faculteacute de geacuteographie universiteacute de KAZNU Almaty Agence RGKP Kartographia Agence RGKP NKGF Almaty

- Climat pluviomeacutetrie et vents dominants Institut de geacuteographie Almaty

- Peacutedologie Bibliographie

Leacutetude du paysage a eacuteteacute effectueacutee sur le terrain afin de relever les informations

suivantes - Relief - Veacutegeacutetation (nature espegraveces dominantes) - Hydrologie preacutesence drsquoirrigation circulation de lrsquoeau canaux - Occupation des sols (agriculture industrie routes) Les sources de pollutions rechercheacutees ont eacuteteacute

trafic routier site industriel incineacuterateurs de deacutechets ou deacutecharge villes activiteacutes agricoles activiteacute miniegravere

II22 Traitement des donneacutees sous ArcGis

Les donneacutees ont eacuteteacute traiteacutees agrave laide du logiciel de cartographie ArcGis 92 Les cartes topographiques ont eacuteteacute geacuteo reacutefeacuterenceacutees en utilisant le systegraveme de coordonneacutees WGS 1984 systegraveme de coordonneacutees en degreacutes deacutecimaux reacutefeacuterentiel mondial Les coordonneacutees GPS ont eacuteteacute inteacutegreacutees au logiciel La cartographie a permis de repreacutesenter sur une mecircme carte leacutevaluation des risques de pollution pour les diffeacuterentes fermes selon les sources de pollution identifieacutees la topographie du milieu les vents Une repreacutesentation ou la mise en valeur de certaines donneacutees (infrastructure relief occupation des sols) a eacuteteacute effectueacutee

Le logiciel a permis la repreacutesentation de zones de risque de diffeacuterents peacuterimegravetres autour des sources de pollution Lorsque les surfaces obtenues se recoupaient un niveau de risque supeacuterieur a eacuteteacute attribueacute A chaque surface correspondait un niveau de risque (de 1 agrave 4)

Lutilisation de code couleur a permis drsquoillustrer les diffeacuterents peacuterimegravetres et les niveaux de risque Le choix de la valeur de chaque peacuterimegravetre est expliciteacute ci-dessous La direction des vents a eacuteteacute repreacutesenteacutee ainsi que les zones sous le vent dominant

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II23 Indicateurs de risques de pollution

Afin dagreacuteger les renseignements environnementaux et dexploiter plus facilement les donneacutees les diffeacuterentes informations ont eacuteteacute preacutesenteacutees sous forme dindicateurs La mise en place dindicateurs a permis de comparer les niveaux de risque de pollution selon les fermes

Les valeurs des diffeacuterents indicateurs ont ensuite eacuteteacute agreacutegeacutees afin dobtenir un indicateur syntheacutetique repreacutesentant le risque pour chaque ferme Ces indicateurs ont eacuteteacute deacutetermineacutees agrave partir de la bibliographie mais les valeurs attribueacutees sont indicatives et permettent seulement de comparer les donneacutees disponibles pour cette eacutetude

Selon les sources de pollutions identifieacutees et les donneacutees disponibles les indicateurs suivants ont eacuteteacute retenus - Preacutesence de deacutechets dans la zone de pacircture Les deacutechets laisseacutes au pacircturage se deacutegradent et deacuteposent des eacuteleacutements toxiques tregraves peu solubles qui peuvent ecirctre ingeacutereacutes par les animaux pacircturant dans ces zones

0 absence de deacutechets 1 deacutechets personnels de la ferme 2 deacutecharge

- Circulation dengins motoriseacutes dans les pacircturages responsables de deacutepocircts de Cd et Pb

0 absence 1 preacutesence

- Proximiteacute dune route agrave circulation importante La retombeacutee du Pb et du Cd le long des routes agrave trafic important (axe routier principal) a eacuteteacute retenue pour une distance de 500 m Au-delagrave on a consideacutereacute que les particules sont disperseacutees par les vents sur tout le territoire (Miquel 2001)

0 route eacuteloigneacutee de plus de 500 m 1 route agrave moins de 500m

- Distance usine ville exploitation miniegravere ou peacutetroliegravere La dispersion des polluants eacutemis par les usines se fait principalement par les rejets dans latmosphegravere (eacutegalement par rejet dans leau mais difficile agrave eacutevaluer) On a retenu un rayon de 5 km pour les retombeacutees proches des particules les plus lourdes Il est reconnu que les sols les plus pollueacutes sont ceux agrave proximiteacute dusine (Miquel 2001 Farmer et Farmer 2000 Cai et al 2009) Une zone peacuteripheacuterique seacutetalant entre 5 et 20 km correspond agrave la zone de diffusion locale des rejets qui deacutepend des conditions meacuteteacuteorologiques de loccupation des sols et du relief de la zone La dispersion par le vent agrave leacutechelle reacutegionale est consideacutereacutee agrave partir de 20 km jusquagrave 400 km environ (CRDP Amiens)

0 usine agrave plus de 400km 1 usine entre 20km et 400km 2 entre 5 et 20km 3 usine agrave moins de 5km

- Distance agrave une zone agricole La contamination peut avoir lieu si les animaux pacircturent sur un champ ayant eacuteteacute mis en culture preacuteceacutedemment ce qui na pas eacuteteacute observeacute pour les fermes eacutetudieacutees Sinon elle peut ecirctre due agrave la dispersion des produits appliqueacutes dans les champs lors de leacutepandage Si leacutepandage est reacutealiseacute alors que le vent est faible la deacuterive des produits ne seacutetend pas sur de grandes distances et on estime la dispersion des gouttelettes agrave quelques dizaines de megravetres (Keichniger 2006) Le risque de pollution concerne surtout les cours deau agrave proximiteacute de la zone deacutepandage (une enquecircte plus approfondie serait neacutecessaire pour eacutevaluer les risques lieacutes agrave leau) Une zone de risque de 1 km a eacuteteacute consideacutereacutee pour prendre en compte la

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contamination possible des cours deau autour des zones agricoles et la dispersion par le vent

0 pas de zones de cultures 1 zone de culture agrave moins de 1 km

La mise en place dun fichier base de donneacutees contenant toutes les informations retenues pour chaque ferme permettrait le suivi sur plusieurs anneacutees

II3 Collecte des eacutechantillons

Les eacutechantillons de lait de shubat de sol deau et de plantes consommeacutees par les animaux ont eacuteteacute preacuteleveacutes pour chacune des fermes Des eacutechantillons de sols ont eacutegalement eacuteteacute preacuteleveacutes agrave proximiteacute de sources de pollution

Les chameaux eacuteleveacutes sont des dromadaires des chameaux de Bactriane et des hybrides

II31 Echantillonnage du lait et du shubat

Les eacutechantillons de lait et de shubat ont eacuteteacute reacutecolteacutes dans des bouteilles (en plastique pour les analyses de meacutetaux et en verre pour les analyses de pesticides) de 1 litre Dans chaque ferme le lait de meacutelange de la derniegravere traite et le shubat preacutepareacute le jour mecircme ont eacuteteacute preacuteleveacutes Les eacutechantillons ont eacuteteacute transporteacutes dans une glaciegravere reacutefrigeacutereacutee et gardeacutes au froid dans la mesure du possible Ils ont ensuite eacuteteacute congeleacutes

II32 Echantillonnage de sol

Lrsquoeacutechantillonnage de sol a eacuteteacute reacutealiseacute selon les meacutethodes utiliseacutees pour diffeacuterentes eacutetudes drsquoanalyse des teneurs en meacutetaux lourds dans les sols (Malherbe 2002 Pruvot et al 2006) Dans chaque zone 5 agrave 10 preacutelegravevements de 500g des premiers centimegravetres de sol (horizon 0-10cm) reacutepartis aleacuteatoirement ont eacuteteacute reacutealiseacutes Ils ont ensuite eacuteteacute reacuteunis et homogeacuteneacuteiseacutes en un seul lot et 500g (seulement une faible quantiteacute est neacutecessaire pour les analyses) ont eacuteteacute gardeacutes pour les analyses de laboratoire Les cailloux ont eacuteteacute rejeteacutes

Au laboratoire les eacutechantillons ont eacuteteacute seacutecheacutes au four agrave 50degC pendant 24 heures puis broyeacutes et tamiseacutes et conserveacutes dans des sacs en plastiques

II33 Echantillonnage de leau

Un litre deau a eacuteteacute preacuteleveacute dans chaque ferme dans une bouteille (en plastique ou verre) au point dabreuvement des chamelles

II34 Echantillonnage des plantes

Les plantes ont eacuteteacute preacuteleveacutees dans les lieux ougrave pacircturent les animaux ainsi que sur un site consideacutereacute comme source de pollution (deacutecharge sauvage) Seule la partie consommeacutee par les animaux a eacuteteacute preacuteleveacutee cest agrave dire en coupant avant la racine pour garder les tiges les feuilles ou les fruits sil y en avait Les plantes ont eacuteteacute preacuteleveacutees par espegravece en essayant de ne preacutelever que les espegraveces consommeacutees par les chamelles On a preacuteleveacute 500g de chaque espegravece quantiteacute transportable et suffisante pour qursquoune fois seacutecheacutee la quantiteacute de matiegravere segraveche deacutepasse les 5g quantiteacute neacutecessaire pour les analyses de meacutetaux lourds Les plantes ont eacuteteacute stockeacutees dans du papier deacutepourvu drsquoencre drsquoimprimerie

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Quand cela a eacuteteacute possible la nature des espegraveces a eacuteteacute deacutetermineacutee avec le fermier ou le berger de la ferme Les noms kazakhs des plantes ont eacuteteacute noteacutes Une enquecircte aupregraves des bergers a eacuteteacute effectueacutee pour essayer de deacuteterminer les preacutefeacuterences alimentaires des animaux et les proportions consommeacutees de chaque espegravece Les compleacutements alimentaires donneacutes par les fermiers aux chamelles ont eacutegalement eacuteteacute emporteacutes

Au laboratoire lrsquoespegravece le genre et la famille de chaque plante ont eacuteteacute deacutetermineacutes dans la mesure du possible Un herbier a eacuteteacute reacutealiseacute Les eacutechantillons ont eacuteteacute seacutecheacutes broyeacutes puis stockeacutes par espegravece dans des sachets plastiques

II35 Codage des eacutechantillons

Chaque eacutechantillon a eacuteteacute codeacute afin de faciliter la lecture des reacutesultats Les premiegraveres deux lettres font reacutefeacuterence agrave la reacutegion ou a eacuteteacute preacuteleveacute

lrsquoeacutechantillon DB pour Almaty CH pour Chymkent AT pour Atyrau KZ pour Kyzylorda et T pour Taraz La lettre suivante correspond au type drsquoeacutechantillon W pour lrsquoeau P pour les plantes S pour le sol L pour le lait de chamelle SH pour le Shubat La derniegravere lettre informe sur le numeacutero de la ferme drsquoune reacutegion preacutecise

Exemple CHL1 = Lait eacutechantillonneacute dans la reacutegion de Chymkent de la ferme 1

II4 Dosage des meacutetaux lourds

La preacuteparation des eacutechantillons de fourrages et sol (seacutechage et broyage) a eacuteteacute reacutealiseacutee agrave Almaty (Kazakhstan) au laboratoire de biotechnologie alimentaire de la faculteacute de biologie de lrsquouniversiteacute National Kazakhe Al-Farabi (KAZNU) et dans lrsquoentreprise ANTIGEN

Les eacuteleacutements doseacutes dans le lait et shubat ont eacuteteacute cuivre (Cu) zinc (Zn) plomb (Pb) cadmium (Cd) Dans les eacutechantillons du sol lrsquoeau et plantes seuls Pb et Cd ont eacuteteacute analyseacutes Pour les veacutegeacutetaux lanalyse des meacutetaux lourds a eacuteteacute effectueacutee sur des eacutechantillons repreacutesentant un bol alimentaire cest-agrave-dire regroupant toutes les espegraveces de plantes preacuteleveacutees pour chaque ferme

Remarque lrsquouniteacute utiliseacutee est le ppm 1 ppm eacutequivalant agrave 1mgkg de matiegravere

segraveche (MS) de fourrage ou 1mgkg de lait et eau DOCUMENT DE REacuteFEacuteRENCE Comiteacute inter institut drsquoeacutetude des techniques

analytiques meacutethodes de reacutefeacuterence pour la deacutetermination des eacuteleacutements mineacuteraux dans les veacutegeacutetaux ndash Oleacuteagineux 1973 28 87-92 Meacutethodes Uniteacute Opeacuterationnelle Mateacuteriel Veacutegeacutetal CIRAD-AMIS US49 ndash ANALYSES

En eacuteliminant la matiegravere organique et la silice des eacutechantillons cette meacutethode permet de mettre en solution en vue de leur dosage des eacuteleacutements mineacuteraux tels que P K Ca Mg Na B Cu Fe Zn Mn Al Ni Cr Mo Cd Pb Co Elle srsquoapplique agrave toutes matrices veacutegeacutetales et biologiques

Le dosage des meacutetaux lourds et eacuteleacutements traces commence par une mineacuteralisation par voie humide qui correspond agrave la destruction de la matiegravere organique par oxydation en preacutesence drsquoacides concentreacutes A 10 ml drsquoeacutechantillon laiteau ou 10 mg du solplantes sont ajouteacutes de lrsquoacide nitrique (10 ml) concentreacute agrave 65 de pureteacute (Carlo Erba Reagents SA) Puis le meacutelange est transfeacutereacute dans une capsule en ceacuteramique placeacutee 4 heures sur une plaque chauffante reacutegleacutee agrave 500 degC De lrsquoacide nitrique concentreacute est ajouteacute sur les cendres et eacutevaporeacute sur la plaque chauffante jusqursquoagrave la destruction totale de la matiegravere organique On complegravete agrave 10 ml avec de lrsquoeau distilleacutee agrave 1 drsquoacide nitrique le volume de la solution contenue dans la coupelle devenue blanche Les solutions mineacuteraliseacutees sont ensuite analyseacutees avec un ICP (Inductively

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Coupled argon PlasmandashAtomic Emission Spectrometer (ICP AES) Varian Vista MPXndashCCD) dans le laboratoire de lrsquoUMR Qualisud-CIRAD- (Montpellier-France)

Les dosages sont effectueacutes en reacutealisant un eacutetalonnage qui respecte les conditions du milieu analyseacute matrice aciditeacute

Les calculs sont effectueacutes par interpolation par rapport agrave la gamme drsquoeacutetalonnage La validation des reacutesultats analytiques repose sur lrsquoanalyse drsquoeacutechantillons de

reacutefeacuterence internes dont la teneur en eacuteleacutements mineacuteraux est connue

II5 Deacutetermination des Pesticides dans les diffeacuterentes matrices

II51 Preacuteparation des eacutechantillons extraction et purification

Le principe drsquoune extraction est de transfeacuterer le composeacute drsquoun meacutelange initial agrave un milieu drsquoextraction puis de seacuteparer ce dernier du composeacute Les pesticides organochloreacutes preacutesents dans le sol lrsquoeau les plantes lait et shubat se trouvent majoritairement dans les matiegraveres grasses lrsquohexane a donc eacuteteacute utiliseacute comme solvant drsquoextraction La phase hexanique purifieacutee a servi pour le dosage des pesticides Les protocoles de preacuteparation de chaque type drsquoeacutechantillon sont deacutetailleacutes dans les Annexes 5 agrave 8

II52 Dosage des pesticides par chromatographie HPLC

Le laboratoire laquo Lezart raquo au Kazakhstan a reacutealiseacute les analyses de sept pesticides organochloreacutes dans chaque eacutechantillon α-HCH β-HCH γ-HCH 44-DDE 24-DDD 44-DDD 44-DDT

II6 Analyses Statistiques

Les statistiques descriptives ont eacuteteacute reacutealiseacutees (moyenne et eacutecart-type) pour chaque meacutetal Une analyse de variance simple a eacuteteacute reacutealiseacutee pour eacutevaluer leffet de la reacutegion Les correacutelations entre les valeurs dans le lait et le shubat ont eacuteteacute eacutevalueacutees par le test de correacutelation de Pearson quand il a eacuteteacute justifieacute Les concentrations de HAP ont eacuteteacute analyseacutees selon des repreacutesentations graphiques de leur profil sur chaque site Neacuteanmoins les reacutesultats des pesticides se sont reacutesumeacutes dans une premiegravere eacutetape agrave la freacutequence des concentrations de deacutepassement des seuils danalyse Dans une deuxiegraveme eacutetape les concentrations obtenues ont eacuteteacute compareacutees

II7 Analyses microbiologiques

II71 Isolement des souches de Bacteacuteries lactiques

Milieux de culture - Milieu MRS (De Man Rogosa et Sharpe) (liquide Merck Allemagne geacuteloseacute

Biokar Diagnostics France) Il est geacuteneacuteralement utiliseacute pour lrsquoisolement et la culture des lactobacilles

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- Le milieu M17 (liquide Merck Allemagne geacuteloseacute Biokar Diagnostics France) Il est mieux adapteacute agrave la croissance des streptocoques lactiques issus essentiellement de produits laitiers

Une eacutetape de revivification des souches est reacutealiseacutee en bouillons MRS et M17 agrave 37degC pendant 24 heures en inoculant les deux milieux par un aliquote de produit laitier deacutecongeleacute (deacutecongeacutelation lente agrave 4degC)

A partir des bouillons de revivification un isolement est reacutealiseacute sur les milieux geacuteloseacutes correspondants et incubeacutes de 24 agrave 48 heures agrave 37degC Un isolement est aussi reacutealiseacute directement agrave partir des produits deacutecongeleacutes

Des colonies isoleacutees obtenues sont ensuite preacuteleveacutees et purifieacutees par deux repiquages successifs sur le mecircme milieu geacuteloseacute Les souches purifieacutees sont conserveacutees sur le mecircme milieu geacuteloseacute en pente agrave 4degC apregraves incubation de 24 agrave 48 heures agrave 37degC Les souches purifieacutees ont eacuteteacute caracteacuteriseacutees drsquoune part par la coloration de Gram (kit de reacuteactif ldquoColor Gram2-Erdquo BioMeacuterieux France) et par les tests catalase (ID color catalase ID-ASE Biomeacuterieux France) et oxydase (Oxydase reagent Biomeacuterieux France)

II72 Conservation des souches bacteacuteriennes

Les souches bacteacuteriennes pures isoleacutees ont eacuteteacute conserveacutees en utilisant deux meacutethodes Conservation agrave 4degC sur geacutelose nutritive inclineacutee (Nutrient Agar BIOKAR France) Dans ces conditions les souches peuvent ecirctre conserveacutees pendant 6 mois Conservation apregraves la congeacutelation

Apregraves la croissance des bacteacuteries en milieu bouillon nutritif (Nutrient Broth Biokar France) pendant 24h agrave 30degC 1 ml de culture est mis dans un cryotube (NalgenneregcryowareTM USA) auquel est ajouteacute 1 ml de glyceacuterol (Merck Allemagne) dilueacute agrave 30 VV preacutealablement steacuteriliseacute (15 min agrave 121degC) Les cryotubes sont conserveacutes dans un congeacutelateur agrave -20degC

II73 Identification des souches de bacteacuteries lactiques

II731 Extraction de lrsquoADN des souches pures Reacuteactifs pour extraction drsquoADN Tampon Tris-EDTA (TE) agrave pH 80 Tris-HCl 10 mM pH 80 (Promega France) et EDTA 10 mM pH 80 (Promega France) Steacuterilisation 15 minutes agrave 121degC Tampon Tris-Aceacutetate-EDTA (TAE) 50 X agrave pH 83 (Eppendorf Allemagne) Tris-Aceacutetate 2M pH 83 et EDTA 005 M pH 83 Le tampon est dilueacute avec de lrsquoeau distilleacutee 50 fois avant usage Solution de lysozyme 25 mgml 25 mg de Lysozyme (Eurobio France) sont solubiliseacutes dans 1 ml drsquoeau pure (Eppendorf Allemagne) Solution de proteacuteinase K 20 mgml 20 mg de Proteacuteinase K (Eurobio France) sont solubiliseacutes dans 1 ml drsquoeau pure (Eppendorf France) Solution de SDS (Dodecyl sulfate de sodium) 20 20 g de Dodecyl sulfate de sodium (Fluka Allemagne) sont solubiliseacutes dans 100 ml drsquoeau distilleacutee steacuterile (qsp) Solution de NaCl 3M

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17532 g (3M) de NaCl (Panreac Espagne) qsp 1000 ml drsquoeau distilleacutee (qsp) Steacuterilisation 15 minutes agrave 121degC Solution de MATAB (Mixed Alkyl Trimethyl Ammonium Bromide) 2 2 g de MATAB (Fluka Allemagne) qsp 100 ml de la solution de NaCl 3M Meacutelange de Pheacutenol Chloroforme Alcool isoamylique Ce meacutelange drsquoextraction des ADN est preacutepareacute selon les proportions volumiques suivantes Pheacutenol (Fluka Allemagne) 25 mlChloroforme (Carlo Erba France) 24 mlAlcool isoamylique (Panreac Espagne) 1 ml Meacutelange Chloroforme Alcool isoamylique Ce meacutelange drsquoextraction des ADN est preacutepareacute selon les proportions volumiques suivantes Chloroforme (Carlo Erba France) 24 mlAlcool isoamylique (Panreac Espagne) 1 ml Solution drsquoaceacutetate de sodium 3M pH 52 24609 g (3M) de CH3COONa (Panreac Espagne) sont solubiliseacutes dans 1L drsquoeau distilleacutee Le pH est ajusteacute agrave pH 52 par de lrsquoacide aceacutetique La solution est autoclaveacutee 15 minutes agrave 121degC II732 Extraction de lrsquoADN bacteacuterien agrave partir des souches isoleacutees

Une colonie drsquoune souche pure cultiveacutee sur milieu geacuteloseacute M17 ou MRS est mise en suspension dans 500 microl de NaCl (8gl) dans un microtube de 2 ml La suspension est homogeacuteneacuteiseacutee au vortex (Stuart Vortex mixer Bibby Sterilin UK) agrave 2500 rpm pendant 10 min Puis centrifugeacutee agrave 12000 g pendant 15 min (Biofuge Heraeus Instruments Allemagne) Les culots contenant les bacteacuteries sont remis en suspension dans 100 microL de tampon TE) La suspension est homogeacuteneacuteiseacutee au vortex (Stuart Vortex mixer Bibby Sterilin UK) agrave 2500 rpm pendant 5 min puis les cellules du culot subissent une hydrolyse enzymatique provoqueacutee par 100 microL de lysozyme (25 mgml Eurobio France) et la solution est homogeacuteneacuteiseacutee au vortex agrave 2500 rpm pendant 5 min On ajoute 50 microL de proteacuteinase K Le meacutelange est agiteacute au Vortex pendant 5 min et incubeacute pendant 20 min agrave 42degC au bain marie 20 microL de Dodecyl sulfate de sodium (SDS) agrave 20 sont ajouteacutes suivi drsquoune incubation agrave 42degC pendant 10 min On ajoute 400 microl de la solution de MATAB Le meacutelange est incubeacute agrave 65degC pendant 10 min LrsquoADN est alors extrait par ajout de 700 microL drsquoun meacutelange de pheacutenolchloroformealcool isoamylique Le tube est agiteacute au Vortex pendant 5 min puis centrifugeacute agrave 12000 g pendant 15 min Apregraves centrifugation deux phases sont visibles dans les microtubes la phase infeacuterieure organique est constitueacutee par le pheacutenol et la phase supeacuterieure aqueuse contient lrsquoADN La phase aqueuse contenant lrsquoADN est preacuteleveacutee et traiteacutee avec un volume drsquoun meacutelange chloroformealcool isoamylique (241 vv) puis centrifugeacutee agrave nouveau Lrsquoextraction avec le meacutelange pheacutenolchloroformealcool isoamyliquel est reacutealiseacutee une seconde fois sur la phase pheacutenolique restant dans les microtubes LrsquoADN est preacutecipiteacute par lrsquoaddition drsquoun volume drsquoisopropanol froid (stockeacute agrave -20degC) (Carlo Erba France) et de 30 microl drsquoaceacutetate de sodium 3M pH 52 puis les tubes sont placeacutes agrave -20degC pendant une nuit Apregraves une centrifugation agrave 15000 g pendant 10 min le culot drsquoADN obtenu est ensuite laveacute avec 500 microL drsquoeacutethanol agrave 70 (Prolabo France) Le culot drsquoADN final est seacutecheacute agrave tempeacuterature ambiante Enfin lrsquoADN est repris dans 50 microl drsquoeau pure (Eppendorf Allemagne) et conserveacute agrave -20degC

II733 Veacuterification de lrsquoextraction drsquoADN sur gel drsquoagarose

La nature et la pureteacute de lrsquoADN extrait est veacuterifieacute par eacutelectrophoregravese en gel drsquoagarose (Promega France) agrave 08 (wv) dans un tampon TAE 1X

8 microl de la solution drsquoADN extrait auxquels sont ajouteacutes 2 microl de colorant bleuorange (Promega France) sont deacuteposeacutes dans chaque puits du gel Le marqueur

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de taille moleacuteculaire est un marqueur de 1 kb (Promega France) La migration dure de 45 min agrave 1h sous une tension de 100 V

A la fin de la migration le gel drsquoagarose est immergeacute dans une solution de Bromure drsquoeacutethidium (Promega France) agrave 50 microgml pendant 30 min puis rinceacute durant 10 min agrave lrsquoeau distilleacutee avant drsquoecirctre observeacute sur un trans-illuminateur UV agrave λ=300 nm Le gel est photographieacute et la photo est traiteacutee avec le logiciel Gel Smart 73 (Clara Vision Les Ulis France) La concentration de lrsquoADN extrait est mesureacutee par le spectrophotomegravetre BioSpec-nano (Shimadzu Biotech Japon) II734 Amplification de lrsquoADN bacteacuterien par PCR

Les deux amorces (Tableau 3) utiliseacutees sont 338f et 518r (Ercolini 2004 Leesing 2005) qui amplifient la reacutegion V3 tregraves polymorphes du gegravene de lrsquoARN 16S Lrsquoamplification conduit agrave la synthegravese drsquoamplicons de 237 paires de bases quelque soit la bacteacuterie eacutetudieacutee seule la seacutequence de lrsquoamplicon deacutepend de la souche bacteacuterienne (Tableau 3)

Tableau 3 Seacutequence des amorces 338f et 518r utiliseacutees en PCR

Amorces Position Seacutequences

338f (Sigma-Genosys France)

338-357 5rsquo ACTCCTACGGGAGGCAGCAG 3rsquo

518r (Sigma-Genosys

France)

518-534 5rsquoATT ACC GCG GCT GCT GG 3rsquo

Numeacuterotation eacutetablie pour E coli

Reacutealisation de la PCR

La PCR est effectueacutee dans des plaques de 96 puits standard SorensonTM (BioScience USA) Le meacutelange reacuteactionnel est preacutepareacute comme deacutecrit par Ampe et al (1999) et Leesing (2005) (Tableau 4) On compte quatre puits par souche pure (2 eacutechantillons du mecircme extrait drsquoADN et leurs dilutions au 110egraveme)

Tableau 4 Composition du mix PCR avec les amorces 338f et 518r (Ampe et

al 1999 Leesing 2005)

Reacuteactifs Volume

par puits (microl)

Concentration finale dans le mix (par litre)

Eau pure 145

Dntp1 10mM par dNTP (Eppendorf Allemagne)

2 02mM (par dNTP)

Amorce 338f 1microM (Sigma Genosis France) 10 02microM

Amorce 518r 1microM (Sigma Genosis France) 10 02microM

Taq buffer 10x (Eppendorf Allemagne) 5 1x

Mg Cl2 25mM (Eppendorf Allemagne) 3 15mM

Taq Polymerase 5Umicrol (Eppendorf Allemagne)

05 005 Umicrol

Extrait drsquoADN 5 1 Meacutelange de nucleacuteotides

64

Condition de la PCR et appareillage Lors de la reacuteaction PCR des hybridations aspeacutecifiques peuvent se creacuteer Ces

hybridations sont dues agrave lrsquoappariement de microseacutequences compleacutementaires Pour ameacuteliorer la speacutecificiteacute de lrsquoamplification une PCR laquo Touch down raquo est preacuteconiseacutee (Ampe et al 1999) (Tableau 5) Une deacutenaturation initiale agrave 94degC pendant 1 min puis 10 cycles de laquo Touch down raquo avec une deacutenaturation agrave 94deg C pendant 1 min lrsquohybridation agrave 65degC (cette tempeacuterature est abaisseacutee de 1degC par cycle jusqursquoagrave 55degC) pendant 1 min et une eacutelongation agrave 72degC pendant 3 min Ensuite 20 cycles sont reacutealiseacutes avec une deacutenaturation agrave 94degC pendant 1 min une hybridation agrave 55degC pendant 1 min et une eacutelongation agrave 72degC pendant 3 min Lrsquoeacutelongation finale est reacutealiseacutee agrave 72degC pendant 10 min Les reacuteactions de PCR srsquoeffectuent dans un Thermo cycler (PTC-100 Peltier Thermal Cycler MJ Research Inc USA)

Tableau 5 Conditions des reacuteactions de PCR avec les amorces 338f et 518r

Nombre de cycles Tempeacuterature (degC) Temps (min)

1

94 5

10 94 1 65 1 72 3

20 94 1 55 1 72 3

1 72

10

cette tempeacuterature est abaisseacutee de 1degC par cycle jusqursquoagrave 55degC Veacuterification PCR sur gel drsquoagarose La taille attendue des produits PCR est de 237 pb

Le gel drsquoagarose est agrave 2 (W W) et en TAE ou Tris-Aceacutetate (40 mM) EDTA (10 mM) (Eppendorf Allemagne) La migration dure de 30 min agrave 1h sous une tension de 100 V Les gels sont observeacutes sur un trans-illuminateur UV agrave une longueur drsquoonde de λ=318 nm Le gel est photographieacute par une cameacutera digitale et les images acquises et traiteacutees par le logiciel Gel Smart 73 (Clara Vision Les Ulis France)

Utilisation drsquoune autre paire des primers (W001 et 23S1) La seacutequence partielle de lrsquoADNr 16S est amplifieacutee en utilisant un couple

drsquoamorces (Tableau 6) Ces amorces amplifie la reacutegion intergeacutenique (ITS Internal Transcribed Spacer) qui est situeacutee entre la reacutegion qui code pour lARN16S et celle qui code pour lARN 23S (Turpin et al 2011)

Tableau 6 Seacutequence des amorces W001et 23S1 utiliseacutees en PCR Amorces Seacutequences

W001 (Sigma-Genosys France)

5rsquo- AGA GTT TGA TCM TGG CTC

23S1 (Sigma-Genosys France)

5rsquo- CNC GTC CTT CAT CGC CT

Le meacutelange reacuteactionnel est preacutepareacute comme deacutecrit par Turpin et al (2011) (Tableau 7)

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Tableau 7 Composition du meacutelange reacuteactionnel de PCR (W001et 23S1) (volume final 50 microL)

Reacuteactifs Volume par puits (microL)

Eau pure (Eppendorf Allemagne) dNTP 40mM par dNTP (Promega France) Amorce 16SF 10 microM (Promega France) Amorce 23SR 10 microM (Promega France) Tampon tag 10X (Promega France) MgCl2 25 mM (Promega France) Taq polymerase 5UmicroL (Promega France) Extrait drsquoADN bacteacuterien

2575 1

25

25

10 3

025 5

Les conditions des cycles de PCR ont eacuteteacute deacutetermineacutees par Turpin et al (2011) (Tableau 8) Lrsquoamplification a eacuteteacute reacutealiseacutee dans un thermocycler (PTC-100 Peltier Thermal Cycler MJ Research Inc USA) avec une deacutenaturation initiale agrave 96degC pendant 4 min puis 30 cycles avec une deacutenaturation agrave 96degC pendant 10 sec lrsquohybridation agrave 50degC pendant 30 s et une eacutelongation agrave 72degC pendant 2 min Ensuite lrsquoeacutelongation finale est reacutealiseacutee agrave 72degC pendant 4 min

Tableau 8 Conditions des reacuteactions de PCR (W001et 23S1)

Nombre de cycles Tempeacuterature (degC) Temps (s)

1 96 240

30 96 10 50 30 72 120

1 72

240

Apregraves PCR la veacuterification et la purification lrsquoamplicon est envoyeacute agrave seacutequencer avec les amorces sp3 sp4 sp5 (Annexe 9) de maniegravere agrave couvrir les 1500 pb amplifier par les amorces W001et 23S Purification et seacutequenccedilage des produits PCR

Les produits de PCR ont eacuteteacute veacuterifieacutes sur gel drsquoagarose QA TM (Q-Biogene USA) agrave 1 (wv) dans un tampon TAE 1X La bande qui correspond agrave 1500 pb a eacuteteacute coupeacutee agrave partir de gel avec un scalpel steacuterile La mecircme a eacuteteacute fait avec les produits PCR avec les primers 338f et 518r (Sigma Genosis France)

Les amplicons de PCR sont purifieacutes avec un kit Wizard PCR Preps DNA Purification system (Promega France) (Annexe 10) puis envoyeacute pour seacutequenccedilage chez lrsquoentreprise EUROFINS GENOMICS Les seacutequences drsquoADNr 16S obtenues ont eacuteteacute compareacutees avec la banque de donneacutees disponible sur le site de NCBI (National Center for Biotechnology Information) gracircce au programme BLAST afin de deacuteterminer les seacutequences connues les plus proches

66

II8 Test de fixation de meacutetaux lourds sur milieu geacuteloseacute

Ce test a eacuteteacute reacutealiseacute selon le protocole deacuteveloppeacute par Akhmetsadykova (2008)

(Figure 4) Lrsquoobjet de ce test rapide est de mettre en eacutevidence la capaciteacute de souches de bacteacuteries lactiques agrave fixer le Pb Une souche bacteacuterienne est cultiveacutee en strie sur un milieu de culture approprieacute additionneacute de Pb sous forme de Pb (NO3)2 (Sigma-Genosys France) Apregraves incubation la capaciteacute de fixation des meacutetaux lourds est reacuteveacuteleacutee par une solution de sulfure de sodium satureacutee puis par de lrsquoacide chlorhydrique concentreacute qui conduisent agrave la formation de preacutecipiteacutes insolubles ou coloreacutes dans le milieu geacuteloseacute Lrsquointensiteacute de la coloration ou de lrsquoopaciteacute du milieu est directement en relation avec la concentration en plomb dans le milieu La capaciteacute drsquoune souche agrave fixer du plomb se traduit par une diminution de la concentration en plomb autour des colonies mise en eacutevidence par une diminution (halo) de la coloration ou de lrsquoopaciteacute du milieu

Figure 4 Test de fixation de meacutetaux lourds sur le milieu geacuteloseacute (Akhmetsadykova

2008) La capaciteacute drsquointeraction des souches isoleacutees avec Pb (50mgl) et Cd (50mgl) a

eacuteteacute eacutevalueacutee par les 9 critegraveres suivants

Pas de croissance

Croissance que sur Pb sans fixation

Croissance que sur Cd sans fixation

Croissance sur Pb et Cd sans fixation

Croissance sur Pb et le fixe

Croissance sur Cd et le fixe

Croissance sur les deux meacutetaux avec fixation du Pb

Croissance sur les deux meacutetaux avec fixation du Cd

Croissance sur les deux meacutetaux avec fixation des deux meacutetaux

II9 Quantification de la capaciteacute des souches bacteacuteriennes agrave fixer du Plomb dans lrsquoeau

Protocole de fixation du Plomb

Il srsquoagit de mesurer la capaciteacute agrave fixer le plomb par la bacteacuterie consideacutereacutee Le test neacutecessite de disposer de biomasse bacteacuterienne segraveche ce qui a conduit agrave produire cette

MRSM17

67

biomasse La production de biomasse a deacutebuteacute par la veacuterification de la pureteacute des souches sur milieu MRS ou M 17 par des isolements en boites de Peacutetri Les souches pures ont eacuteteacute preacute-cultiveacutees dans deux tubes de 10 ml des mecircmes milieux pendant 24 heures agrave 37degC Les deux tubes de preacute-culture ont permis drsquoinoculer 400 ml de milieu liquide steacuterile (MRS ou M17) en flacons de 500 ml Apregraves 24 heures drsquoincubation agrave 37degC les cultures ont eacuteteacute centrifugeacutees agrave 5000 tmn pendant 10 minutes Le culot a eacuteteacute laveacute avec 10 ml drsquoeau ultra pure (MolBiograde Sigma) puis centrifugeacute dans les mecircmes conditions avant drsquoecirctre congeleacute pour la lyophilisation La fixation des meacutetaux lourds a eacuteteacute reacutealiseacutee selon le protocole deacutecrit par Halttunen et al (2007a) Pour chaque souche un volume drsquoune suspension bacteacuterienne agrave 2 gl (matiegravere segraveche) en eau ultrapure a eacuteteacute ajouteacute agrave un volume drsquoune solution connue de plomb ou de cadmium en eau pure La biomasse bacteacuterienne finale est de 1 gl et les concentrations en plomb de 50 30 1 et 0 mgl agrave un pH de 5 ajusteacute avec de la soude ou de lrsquoacide chlorhydrique concentreacutes Le plomb est ajouteacute sous forme de nitrate Le mateacuteriel utiliseacute est en plastique pour eacuteviter une contamination par le plomb du verre La mise en contact biomassemeacutetal a eacuteteacute reacutealiseacutee dans des tubes coniques de 40 ml avant une incubation de 1h agrave 37degC Lrsquoincubation est suivie drsquoune centrifugation agrave 5000 tmn pendant 10mn Le surnageant est seacutepareacute du culot Avec le surnageant on preacutepare trois microtubes de 2 ml steacuteriles contenant 15 ml preacuteciseacutement mesureacutes agrave la pipette Dans chacun des microtubes et dans tous les culots on ajoute preacuteciseacutement 200 μl drsquoacide nitrique pur concentreacute (CarloErba France) pour eacuteviter la preacutecipitation des meacutetaux lourds sous forme de carbonates Pour chaque souche on reacutealise un teacutemoin sans plomb uniquement avec de lrsquoeau ultrapure et la biomasse (on ajoute aussi 200 μl drsquoacide nitrique) pour veacuterifier qursquoelle nrsquoeacutetait pas contamineacutee par le plomb 15 ml de chacune des solutions de plomb est aussi additionneacutes de 200 μl drsquoacide nitrique Ces teacutemoins permettent de veacuterifier les concentrations initiales utiliseacutees pour le test Dosage du plomb

Pour les culots bacteacuteriens une mineacuteralisation par voie humide est reacutealiseacutee avec de lrsquoacide nitrique concentreacute agrave chaud Le surnageant nrsquoa pas eacuteteacute mineacuteraliseacute Le dosage du plomb a eacuteteacute reacutealiseacute par ICP (Inductively Coupled argon PlasmandashAtomic Emission Spectrometer (ICP AES) Varian Vista MPXndashCCD) dans le laboratoire de lrsquoUMR Qualisud-CIRAD- (Montpellier-France)

II10 Test de fixation de plomb in vivo

Quatre-vingt cobayes femelles (250-300g) eacuteleveacutes par la socieacuteteacute de Ltd laquoANTIGENraquo Almaty (Kazakhstan) ont eacuteteacute diviseacutes en huit groupes par 10 animaux de traitement

o (1) Teacutemoin cobayes ne recevant pas de plomb et utiliseacutes comme groupe teacutemoin

o (2) Groupe Pb groupe traiteacute avec 2 ml de solution aqueuse contenant du Pb (05 ppm) (5 fois plus que la norme (01ppm) pour le Pb dans le lait) deacutenommeacute cobayes traiteacutes par Pb

o (3) 4SF cobayes traiteacutes avec 2 ml de lait fermenteacute par 4 souches diffeacuterentes de bacteacuteries lactiques ayant la capaciteacute de fixer du Pb (Lactobacillus kefiri (S32) Enterococcus faecium (AT2M10) Enterococcus faecalis (SH1S5) et Enterococcus durans (S33)

o (4) 4SFPb cobayes traiteacutes avec 2 ml de lait fermenteacute par 4 souches diffeacuterentes de bacteacuteries lactiques ayant la capaciteacute de fixer du Pb (Lactobacillus kefiri (S32) Enterococcus faecium (AT2M10) Enterococcus faecalis (SH1S5) et Enterococcus durans (S33)additionneacute de Pb agrave la mecircme concentration en plomb que les animaux du groupe 2

68

o (5) Gr L mesenteroides cobayes traiteacutes avec 2 ml de lait fermenteacute par une seule souche (Leuconostoc mesenteroides (S51) fixant le Pb

o (6) Gr L mesenteroides Pb cobayes traiteacutes avec 2 ml de lait fermenteacutes par une seule souche (Leuconostoc mesenteroides (S51) additionneacute de nitrate de plomb agrave la concentration en plomb que les animaux du groupe 2

o (7) Gr Lb paracasei cobayes traiteacutes avec 2 ml de lait fermenteacute par une seule souche de bacteacuterie lactique (Lactobacillus paracasei subsp paracasei (S332)

o (8) Gr Lb paracasei Pb cobayes traiteacutes avec 2 ml de lait fermenteacute par une seule souche (Lactobacillus paracasei subsp paracasei (S332) et additionneacute de Pb agrave la concentration en plomb que les animaux du groupe 2

Le lait fermenteacute utiliseacute a eacuteteacute du lait de vache (Lactel 25 ultrasteriliseacute Food

Master) fermenteacute avec des souches de bacteacuteries lactiques isoleacutees lors de cette eacutetude Lrsquoapport de Pb (05 ppm) a eacuteteacute reacutealiseacute avec du Pb2 (NO3) (Sigma-Genosys France) Les cobayes ont reccedilu oralement leurs doses respectives (2 ml) chaque jour pendant 28 jours Leau et la nourriture ont eacuteteacute fournies ad libitum Echantillonnage et preacutelegravevements

Les fegraveces ont eacuteteacute eacutechantillonneacutees tous les 7 jours Au 28 egraveme jour les eacutechantillons du sang ont eacuteteacute collecteacutes par ponction cardiaque (Rader et al 1981) Le cœur les poumons le foie les reins la rate ont eacuteteacute preacuteleveacutes apregraves abattage (Schroeder et al 1964 Schroeder et al 1965 Babalola et al 2010 Chun-yan et al 2011) Tous les eacutechantillons ont eacuteteacute stockeacutes au congeacutelateur au ndash 20ordmC jusquagrave analyse Deacutetermination de la concentration du Plomb

Les eacutechantillons ont eacuteteacute meacutelangeacutes par type drsquoorgane et par groupe Il srsquoagit donc de moyennes par groupe Avant analyse les eacutechantillons (sang fegraveces organes) ont eacuteteacute seacutecheacutes au four agrave 150ordm C pendant 1 heure et homogeacuteneacuteiseacutes Puis 1 gramme de chaque eacutechantillon a eacuteteacute mineacuteraliseacute par voie humide en utilisant de lrsquoacide nitrique pur agrave 65 (Carlo Erba Reagents SA Italy) par la meacutethode Kjeldahl (DK6 VELP SCIENTIFICA Italy) La concentration du Pb dans les eacutechantillons mineacuteraliseacutes a eacuteteacute doseacutee par Spectromeacutetrie drsquoabsorption atomique 30 (SAA Carl Zeiss Germany) au laboratoire laquoKazMekhanObrraquo (Almaty Kazakhstan)

Analyse statistique Lrsquoeffet du traitement sur la concentration en plomb dans les diffeacuterents organes a eacuteteacute eacutevalueacute par le test de Kruskal-Wallis La matrice de correacutelation concernant le tableau traitement x concentration du Pb dans les organes a eacuteteacute analyseacutee par Analyse en composantes principales (ACP) La proceacutedure ANOVA a eacuteteacute utiliseacutee pour observer lrsquoeffet de la semaine sur la concentration du plomb dans les fegraveces Le logiciel utiliseacute a eacuteteacute XLStat copy (Addinsoft 2010)

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III RESULTATS

III1 Identification et localisation des sources de pollutions Situation des fermes par rapport aux risques de pollution

Les fermes eacutetudieacutees et enquecircteacutees sont situeacutees dans quatre reacutegions du

Kazakhstan retenues drsquoune part parce qursquoil srsquoagit de zones drsquoeacutelevage des grands cameacutelideacutes drsquoautre part parce que ce sont des zones de contamination potentielle par des polluants (Figure 5) En srsquoappuyant sur un systegraveme drsquoinformation geacuteographique des cartes drsquoindice de pollution ont eacuteteacute construites pour chaque ferme eacutechantillonneacutee dans chacune des reacutegions drsquoeacutetude

Figure 5 Situation des fermes dans les diffeacuterentes reacutegions preacuteleveacutees

III11 Reacutegion dAlmaty

Ferme DB (Figure 6) la ferme DB est situeacutee agrave 93 km au Nord Ouest dAlmaty La

zone de pacircturage est une zone de semi-steppe non exploiteacutee agrave petites collines Leau provient dune nappe souterraine La riviegravere la plus proche est la riviegravere Kourti Aucune source deacutemission de polluants proche nrsquoa eacuteteacute identifieacutee sauf la circulation automobile (trafic personnel dans la ferme et route agrave proximiteacute avec un faible trafic) et des substances transporteacutees par les vents sur de longues distances La reacutegion nest pas soumise agrave des vents forts Il y a en moyenne 15 jours par an avec un vent de plus de 15 ms orienteacute majoritairement vers les montagnes (sud est sud) (Iskakova et Medeu 1985)

70

Figure 6 Ferme et source de pollution dans la reacutegion drsquoAlmaty

III12 Reacutegion du Sud Kazakhstan

Les zones de pacircturage enquecircteacutees sont des zones de steppe agrave veacutegeacutetation dherbaceacutees peacuterennes (Fabaceae Alhagi pseudolhagi) annuelles (Poaceae) et agrave petits arbustes (Artemisia) Fermes CH1 et CH2 (Figure 7) La zone pacirctureacutee est proche de cultures de ceacutereacuteales et de coton Les preacutelegravevements ont eacuteteacute effectueacutes agrave 500 m de la route La ville de Turkestan se trouve agrave 6 km et une usine de polymeacutetal se trouve agrave 31 km agrave Kentaw Leau provient dune nappe souterraine Fermes CH3 et CH4 Les fermes se trouvent agrave 500 m et 1 km respectivement dune usine de production dasphalte La route principale ChymkentKyzylorda longe les pacircturages Leau provient dune nappe souterraine La ville la plus proche est Turkestan agrave 92 km Des gisements duranium exploiteacutes se trouvent agrave environ 80 km Ferme CH5 Lenclos pour les chameaux est situeacute dans la ville de Turkestan Les pacircturages se situent agrave loreacutee de la ville Dans la zone se trouve la canalisation de sortie des eacutegouts de la ville Dans la ville se trouvent une usine de ciment et la centrale de chauffage

Les vents dominants sont orienteacutes vers les montagnes vers le sud est Ils se reacutepartissent de maniegravere eacutegale pour les autres directions Les rejets de la ville seraient donc majoritairement disperseacutes vers le sud est cest agrave dire vers les zones de pacircturages des fermes CH1 et CH2 La vitesse du vent est faible mais le vent souffle entre 2 et 4 ms la majoriteacute de lrsquoanneacutee (Iskakova et Medeu 1985)

Les risques de pollution peuvent eacutegalement provenir drsquoactiviteacutes industrielles comme celles de la meacutetallurgie et de raffinerie de peacutetrole qui sont regroupeacutees autour de la ville de Chymkent dans le sud de la reacutegion

71

Figure 7 Fermes et sources de pollution dans la reacutegion du Sud Kazakhstan

III13 Reacutegion de Kyzylorda

Les zones de pacircturages de la reacutegion sont des zones de steppes agrave veacutegeacutetation dherbaceacutees peacuterennes (Chenopodiaceae) annuelles (Poaceae) et agrave petits arbustes (Asteraceae Artemisia) Au nord de la reacutegion agrave environ 200 km de la ville de Kyzylorda se trouvent des gisements de peacutetrole exploiteacutes (Kumkol) A la peacuteripheacuterie de la ville se trouve une usine dasphalte et de ciment Ferme KZ1 (Figure 8) La ferme est situeacutee agrave 16 km de la ville de Kyzylorda Une route secondaire passe agrave moins d1 km des pacircturages Un aeacuteroport se trouve agrave 3 km Leau provient dune nappe souterraine Ferme KZ2 Les pacircturages se trouvent agrave 10 km de la ville de Kyzylorda Une partie des pacircturages parcourus par les animaux sert aussi de deacutechetterie agrave la ville sur une surface de 1 km2 La route secondaire longe les pacircturages Leau provient dun canal qui prend sa source dans le fleuve Syr-Daria Des champs de riz sont cultiveacutes agrave proximiteacute (agrave partir de 500m) Ferme KZ3 Lenclos pour les animaux se trouve dans la ville les animaux pacircturent agrave proximiteacute de la ville Leau provient du fleuve Syr-Daria Fermes KZ4 et KZ5 Les fermes se trouvent dans un village qui longe lautoroute de KyzylordaChymkent Leau provient dun canal effluent du Syr-Daria proteacutegeacute par des talus La ville de Chieli se trouve agrave 26 km Au sud trois sites dextraction duranium sont exploiteacutes

La reacutegion est caracteacuteriseacutee par une vitesse moyenne des vents plutocirct eacuteleveacutee 5 agrave 6 ms Il y a 10 de jours calmes dans lrsquoanneacutee et 30 agrave 35 des vents soufflent vers le nord est Les vents soufflent eacutegalement vers le nord et le nord ouest (Iskakova et Medeu 1985) Les vents dominants sont donc agrave mecircme dorienter la dispersion des

72

polluants de lusine dasphalte et de la ville vers les pacircturages de la ferme KZ2 De mecircme lorientation nord des vents peut augmenter la contamination des pacircturages des fermes KZ4 et KZ5 par les rejets des exploitations duranium

Figure 8 Fermes et sources de pollution dans la reacutegion de Kyzylorda

III14 Reacutegion dAtyraou

Les pacircturages sont des zones de steppes agrave dominance dArtemisia de Tamaris drsquoEphedra Distachya et de Poaceacutees Ferme AT1 (Figure 9) La zone de pacircture se trouve entre deux exploitations de puits peacutetroliers (Maten et Joldibaiuml Nord) Leau est preacuteleveacutee dune nappe souterraine La ville la plus proche est Makat agrave 35 km Les pacircturages sont parcourus par de nombreuses pistes pour les engins agrave moteur Ferme AT2 La plus proche exploitation peacutetroliegravere a eacuteteacute eacutevalueacutee agrave 50 km Leau provient dun canal encadreacute par des talus le canal prend sa source dans le fleuve Oural qui se jette dans la mer Caspienne La ville dAtyraou est agrave 80 km La zone est proche de la route AtyraouOural

Les vents de la reacutegion soufflent dans toutes les directions de la rose des vents sauf vers le sud vers la mer Tout le long de la cocircte de la mer Caspienne les vents sont particuliegraverement plus forts sinon dans le reste de la reacutegion la vitesse moyenne est de 5 ms (Iskakova et Medeu 2006) Il y a 54 jours ougrave le vent souffle agrave plus de 15 ms et seulement 9 de jours calmes dans lrsquoanneacutee

73

Figure 9 Fermes et sources de pollution dans la reacutegion drsquoAtyraou

Dapregraves la bibliographie et les enquecirctes de terrain diffeacuterentes sources de pollution ont pu ecirctre identifieacutees (Figure 10) Les coordonneacutees GPS sont regroupeacutees en Annexe 11

Figure 10 Sources de pollution identifieacutees dans les reacutegions drsquoeacutetude

Lutilisation des indicateurs permet de prendre en compte les risques dus agrave la

preacutesence dengins (voitures) autour des zones de pacircturages et agrave la preacutesence de

74

deacutechets dans les fermes qui nont pas eacuteteacute repreacutesenteacutes sur les cartes La figure 11 preacutesente certains indicateurs les valeurs des indicateurs pour chaque ferme sont preacutesenteacutees en Annexe 12

Figure 11 Valeurs de diffeacuterents indicateurs par ferme

Au final lrsquoindice syntheacutetique de pollution a varieacute de 3 agrave 10 selon les fermes (tableau 8 bis) Cet indice est senseacute exprimeacute un gradient du risque de contamination des fermes seacutelectionneacutees

Tableau 9 Indice syntheacutetique du risque de pollution des fermes seacutelectionneacutees

Ferme Ind Pollut

AT2 3

DB 4

KZ4 6

CH2 6

AT1 6

KZ1 7

KZ5 7

CH1 7

CH3 7

CH4 7

KZ3 8

KZ2 9

CH5 10

Les activiteacutes industrielles menacent toutes les fermes dans chacune des reacutegions mais certaines fermes sont directement exposeacutees agrave la pollution qui sont plus proches des usines ou des exploitations Les fermes CH3 et CH4 sont situeacutees dans le proche peacuterimegravetre drsquoune usine de production drsquoasphalte (Kyzylkopir) Mais cette usine a eacuteteacute exploiteacutee dans lancien temps puis abandonneacutee Elle vient decirctre remise en fonctionnement par de nouveaux investisseurs (2009) Elle na donc pas fonctionneacute agrave plein reacutegime durant la peacuteriode deacutetude Les fermes KZ2 KZ1 et KZ3 peuvent eacutegalement recevoir les retombeacutees du fonctionnement drsquoune usine drsquoasphalte

La ferme KZ2 preacutesente un risque drsquoautant plus eacuteleveacute que les pacircturages exploiteacutes par les chameaux sont soumis agrave la preacutesence de deacutechets

Les chamelles des fermes CH5 et KZ3 qui pacircturent dans la ville ougrave agrave proximiteacute sont exposeacutees agrave de hauts niveaux de pollution dus aux Pb et Cd provenant de la circulation automobile

75

Dans la reacutegion dAtyraou la ferme AT1 est plus exposeacutee agrave la pollution des rejets de lrsquoexploitation peacutetroliegravere qursquoAT2 Le risque de pollution des sols et des plantes par les deacutepocircts atmospheacuteriques est plus eacuteleveacute

La preacutesence de mines drsquouranium dans le sud de la reacutegion de Kyzylorda entraicircne un fort risque de contamination En premier lieu par les deacutechets radioactifs et en deuxiegraveme lieu par les meacutetaux lourds deacutechets drsquoexploitation de la mine comme le cuivre coproduit de lrsquoextraction de lrsquouranium La preacutesence de champs agricoles exploiteacutes menace principalement les pacircturages du Sud Kazakhstan Le risque de pollution par lrsquoagriculture est surtout lieacute agrave la pollution de lrsquoeau

La cartographie permet de repreacutesenter les risques lieacutes agrave la pollution de lair et des sols Leacutevaluation des risques de pollution de leau neacutecessite de connaicirctre exactement la circulation et la conformation du reacuteseau hydrographique Notamment il serait neacutecessaire de connaicirctre lorigine des nappes souterraines ainsi que les traceacutes exacts des cours deau Mais les donneacutees nrsquoeacutetaient pas disponibles pour la preacutesente eacutetude Tout comme le rejet deacuteleacutements toxiques par les usines dans les aquifegraveres

Les donneacutees disponibles pour la direction du vent et la vitesse sont les moyennes pour les vents en juillet en janvier et les moyennes sur lanneacutee La repreacutesentation choisie utilise les donneacutees sur lanneacutee eacutetant donneacutee que les eacutemissions de pollution ont lieu tout au long de lanneacutee et donc que les zones susceptibles de recevoir le plus de substances polluantes sont celles qui reccediloivent le plus de vent durant toute lanneacutee Les zones sous les vents dominants seront soumises aux deacutepocircts dus aux industries aux activiteacutes des villes et agrave lrsquoextraction des ressources primaires Les donneacutees sur les directions du vent datent de 1985 et lrsquoeacutechelle de preacutecision est reacutegionale crsquoest-agrave-dire 1 pour 10 000 000

Des pheacutenomegravenes de pollution intense ont lieu selon certaines zones preacutesentant un relief speacutecifique comme une valleacutee ou une zone cocirctiegravere Les zones eacutetudieacutees ne preacutesentent pas de tels reliefs les pacircturages se situent tous dans des zones de plaines eacuteloigneacutees des montagnes agrave lexception de la ferme de DB qui preacutesentent des petites collines de quelques megravetres de hauteur (10m)

Lenquecircte environnementale montre que lenvironnement dans lequel eacutevoluent les chameaux est soumis agrave de multiples pollutions Les diffeacuterents eacuteleacutements eacutetudieacutes sont donc susceptibles decirctre contamineacutes que ce soit par le Pb avec les gaz automobile les rejets industriels (usine drsquoasphalte peacutetrole industrie meacutetallurgique) ou lagriculture par le Cd (industrie meacutetallurgique agriculture usine asphalte automobiles) par le Cr (agriculture deacutecharge) par le Cu (agriculture peacutetrole) ou par le Zn (industrie meacutetallurgique deacutecharge) La repreacutesentation cartographique permet de visualiser les diffeacuterentes pollutions qui menacent les fermes

Seules les principales sources de pollution les plus proches ont eacuteteacute identifieacutees Les animaux au pacircturage sont la cible potentielle de nombreuses pollutions et peuvent donc ecirctre le vecteur de la contamination alimentaire agrave lhomme

III2 Analyses des donneacutees expeacuterimentales

III21 Pb et Cd dans diffeacuterents matrices environnementales

Sol Le taux de Pb dans les eacutechantillons de sols des diffeacuterentes fermes eacutechantillonneacutees est compris entre 776 et 13108 ppm Le taux de Cd est compris entre 008 ppm et une valeur infeacuterieure agrave 039 ppm

76

Eaux Le taux de Pb et Cd est compris entre 59-136 ppm et gt005-025 ppm Plantes Le taux de Pb dans les eacutechantillons de plantes est compris entre 050 et 230 ppm Le taux de Cd est compris entre une valeur infeacuterieure agrave 005 ppm et un maximum de 056 ppm dans la ferme AT1 (Tableau 10)

Tableau 10 Teneur du Pb et Cd dans lrsquoeau le sol et les plantes selon les fermes

Ferme Eau Sol Plante

Pb Cd Pb Cd Pb Cd

AT1 891 009 963 027 23 056

AT2 891 009 1017 021 13 021

CH1 8347 005 13108 024 12 005

CH2 6549 005 3344 018 15 009

CH3 8777 005 1632 029 05 007

CH4 10822 005 1605 039 06 01

CH5 6097 005 1899 022 09 01

DB 5913 005 1311 022 22 04

KZ1 1019 005 1137 019 1 017

KZ2 6684 005 842 021 15 015

KZ3 8528 005 1231 033 08 006

KZ4 12466 025 1017 008 17 014

KZ5 13642 005 776 01 08 013

III3 Comparaison avec lrsquoanalyse spatiale

III31 Teneur dans le sol

Le plomb Les valeurs de concentration en meacutetaux lourds obtenues sont contenues dans une eacutechelle de valeurs tregraves large La ferme CH1 preacutesente la plus forte concentration en Pb ce qui peut ecirctre du agrave la preacutesence de lrsquoautoroute La ferme CH2 qui preacutesente une pollution plus importante apregraves la ferme CH2 se trouve aussi pregraves agrave la circulation automobile

Les fermes CH3 et CH4 ne semblent pas ecirctre fortement toucheacutees par la pollution de lrsquousine drsquoasphalte Mais la teneur en Pb y est plus haute relativement aux autres fermes Les preacutelegravevements effectueacutes dans les fermes soumises agrave de fortes pollutions agrave proximiteacute drsquoune source de pollution (deacutechetterie canalisation) ne contrastent pas par rapport aux autres preacutelegravevements Cependant la ferme CH5 est plus contamineacutee apregraves les fermes CH1 et CH2

Le cadmium La ferme CH4 situeacutee pregraves de lrsquousine drsquoasphalte et des gisements drsquouranium agrave 80 km est plus pollueacutee par rapport aux autres fermes de la reacutegion La ferme CH3 qui se situe proche de CH4 preacutesente aussi un niveau de pollution non neacutegligeable Les fermes CH1 et CH2 sont placeacutees pregraves des champs de cultures CH1 srsquoavegravere cependant plus pollueacutee que CH2 Les fermes CH5 et KZ2 situeacutees dans la ville avec un pacircturage pregraves de la deacutechetterie et des canalisations ne montrent pas de forte contamination Cependant la ferme KZ3 situeacutee dans la ville preacutesente un niveau de pollution plus fort Les effets de deacuteplacement autour de puits peacutetroliers ont une conseacutequence de pollution non neacutegligeable

77

III32 Teneur dans lrsquoeau

Le plomb Lrsquoeau de la ferme DB est la moins contamineacutee par rapport aux autres

fermes Les fermes les plus contamineacutees dans la reacutegion de Sud Kazakhstan sont CH3 et CH4 pregraves de lrsquousine drsquoasphalte Les fermes CH5 et KZ2 pregraves de deacutechetteries ont un niveau de pollution relativement peu eacuteleveacute Les fermes KZ4 et KZ5 sont plus toucheacutees par la contamination au Pb car lrsquoeau provient drsquoun canal effluent du fleuve Syr-Daria qui pourrait ecirctre contamineacute et lrsquoautoroute peut jouer un rocircle important Le niveau de la contamination de la ferme KZ1 est eacutegalement eacuteleveacute ce qui peut ecirctre du agrave la preacutesence des activiteacutes de lrsquoaeacuteroport et de la route secondaire pregraves du pacircturage Les mecircmes reacutesultats sont observeacutes pour la ferme CH1 placeacutee pregraves de la route mais non pour la ferme DB La preacutesence de puits peacutetroliers pregraves de la ferme ou agrave 50 km donne le mecircme niveau de pollution pour les fermes AT1 et AT2

Le cadmium En ce qui concerne la teneur du Cd dans lrsquoeau on peut noter que lrsquoeau de la ferme KZ4 contient les valeurs maximales Les eacutechantillons de cette ferme ont eacuteteacute pollueacutes par le Pb agrave des teneurs importantes Mais les eacutechantillons de la ferme KZ5 riches en Pb apparaissent moins contamineacutes que la ferme KZ4 La preacutesence de puits peacutetroliers joue un rocircle non neacutegligeable sur le teneur du Cd dans lrsquoeau de la reacutegion drsquoAtyraou

III33 Teneur du Pb et Cd dans les plantes

Les preacutelegravevements effectueacutes agrave proximiteacute des fermes soumises agrave de fortes pollutions (KZ2 CH5) sont dans le niveau moyen de pollution des autres matrices preacuteleveacutees (eau et sol)

La ferme AT1 preacutesente le niveau de pollution le plus eacuteleveacute On pourrait dire que la distance de puits peacutetroliers a une influence sur la teneur du Pb et Cd comme lrsquoindiquent les donneacutees de la ferme AT2 en comparaison avec AT1

Les fermes CH3 et CH4 ne semblent pas ecirctre fortement toucheacutees par la pollution de lrsquousine drsquoasphalte Les fermes CH1 et CH2 preacutesentent une pollution plus importante qui peut ecirctre due agrave la circulation automobile pregraves des pacircturages

La ferme de DB preacutesente la plus forte concentration en les deux meacutetaux alors qursquoil nrsquoy a pas de source de pollution identifieacutee La pollution peut ecirctre due aux deacutepocircts par les vents qui transportent les moleacutecules sur de longues distances ou agrave la circulation drsquoengins motoriseacutes sur les pacircturages On voit que les fermes les plus contamineacutees par le Pb sont aussi contamineacutees par le Cd

III4 Interactions entre matrices environnementales

On observe un lien entre lrsquoindice de pollution et les teneurs en meacutetaux lourds (Pb

et Cd) dans les sols montrant lrsquoimpact de la proximiteacute et de la nature des sources de polluants sur la contamination des sols On observe eacutegalement une correacutelation eacutetroite entre la teneur en Pb et en Cd dans les plantes et un lien semblable dans lrsquoeau Cependant les teneurs dans le sol sont indeacutependants des teneurs dans lrsquoeau et dans les plantes (absence de lien) (Figure 12)

78

Figure 12 Correacutelation entre les teneurs du Pb et Cd dans les diffeacuterentes matrices

Les relations des variables deux agrave deux ont eacuteteacute eacutetudieacutees pour les diffeacuterentes

matrices (eau sol plante) ou pour un mecircme eacuteleacutement dans diffeacuterentes matrices (Pb et Cd) Les correacutelations positives ont eacuteteacute observeacutes dans chacune des matrices tout particuliegraverement dans les plantes (Figure 13) indiquant un effet global de la pollution (r=0800 p lt0001)

Meacutetaux lourds plante

000

010

020

030

040

050

060

000 050 100 150 200 250

cadmium

plo

mb

Figure 13 Correacutelation entre les Pb et Cd dans les plantes

Par contre il nrsquoy a pas de correacutelation du mecircme type dans les sols et dans lrsquoeau mais le nombre drsquoeacutechantillons est limiteacute De plus un preacutelegravevement de sol est particuliegraverement contamineacute en Pb perturbant la variance du Pb par rapport agrave celle du Cd et rendant la relation statistique difficile agrave eacutetablir (Figure 14)

En revanche il nrsquoexiste pas de liens significatifs entre les teneurs en Pb et Cd (ci-dessous par exemple dans les plantes) et lrsquoindicateur de pollution selon lrsquoeacutechelle de 0 agrave 10 Seule une tendance peut ecirctre observeacutee

Variables (axes F1 et F2 6050 )

Cdsol

Pbsol

Cdpl

Pbpl

Cdeau

Pbeau

Ind Pollut

-1

-075

-05

-025

0

025

05

075

1

-1 -075 -05 -025 0 025 05 075 1

F1 (3547 )

F2 (2

502

)

79

Figure 14 Liens entre le teneur en Pb et Cd dans le sol et lrsquoindicateur de pollution

Par exemple ici dans les sols il y a une tendance agrave lrsquoaugmentation du Pb en

fonction de lrsquoindice de pollution mais il semble qursquoil y ait un optimum (indice de 6 ou 7) La pertinence de lrsquoindice est donc agrave relativiser

III5 Meacutetaux lourds dans le lait et shubat Pb Cd Cu et Zn (ppm)

Les donneacutees sur le teneur en meacutetaux lourds dans le lait et le shubat sont

rapporteacutees sur les graphiques suivants pour chaque eacuteleacutement et ferme PLOMB Dans le lait et le shubat les teneurs en Pb sont toutes infeacuterieures de la limite maximale autoriseacutee par lrsquoUE (005 ppm) agrave lrsquoexception de la ferme de la reacutegion drsquoAlmaty reacuteputeacutee pour lrsquointensiteacute de son trafic routier (Figure 15)

Figure 15 Teneur en Plomb dans le lait et shubat

0000

0010

0020

0030

0040

0050

0060

0070

0080

1

Echantillons

Pb

(p

pm

)

80

CADMIUM Les teneurs en Cd dans tous les eacutechantillons du lait et du shubat sont infeacuterieures

agrave 1 ppb sauf dans la reacutegion de Kyzylorda (ferme KZ4) mais qui reste cependant infeacuterieure agrave la limite maximale autoriseacutee dans UE qui est de 10 ppb (Figure 16)

0000

0001

0002

0003

0004

0005

KZL4 KZL1 KZSH1 KZL2 KZSH2 KZSH3 KZSH4 KZL5 KZSH5

Echantillons

Cd

(p

pm

)

Figure 16 Teneur en Cadmium dans le lait et shubat

ZINC Concernant le Zn on constate des teneurs au-delagrave de la limite maximale autoriseacutee dans lrsquoUE dans 11 eacutechantillons sur 25 soit 5 ppm La teneur en Zn est plus eacuteleveacutee dans le shubat de la ferme AT1 (75 ppm) (Figure 17)

Figure 17 Teneur en Plomb dans le lait et shubat CUIVRE Aucune valeur du cuivre nrsquoa deacutepasseacute la limite maximale autoriseacutee dans lrsquoUE (005 ppm) sauf dans un eacutechantillon de la reacutegion drsquoAlmaty (0085 ppm) Synthegravese

La concentration en meacutetaux lourds dans les cinq reacutegions du Kazakhstan (Almaty Atyraou Kyzylorda Taraz et Sud Kazakhstan) a eacuteteacute en moyenne faible en cuivre

00

10

20

30

40

50

60

70

80

1

Zn

(p

pm

)

81

(moins que 005 ppm) normale en zinc (pregraves de 5 ppm) et cadmium mais un peu eacuteleveacutee pour le plomb (Tableau 11) Tableau 11 Teneurs en Cuivre Zinc Plomb et Cadmium dans le lait de chamelle et le

shubat de 5 reacutegions du Kazakhstan (moyenne et ET en ppm) Regions Cu Zn Pb Cd

Lait Shubat Lait Shubat Lait Shubat Lait Shubat

Almaty 007a 006a 490 550 006a 006a 0003a 0003

Atyraou lt005b lt005b 475b 650 lt001c lt001a lt0001b lt0001

Kyzylorda lt005b lt005b 531a 570 002c 002a lt0001b lt0001

Taraz lt005b lt005b 485b 450 001c 001a lt0001b lt0001

Sud Kazakhstan

lt005b lt005b 407b 416 004b 004c 0002b 0002

Effet de region

Plt005 Plt0001 NS NS Plt0001 Plt005 NS NS

MSE 0007 0002 1115 1593 0013 0014 0001 0001

Total moyen 005plusmn001

005plusmn003 470plusmn1

16 506plusmn1

59 003plusmn00

2 003plusmn00

2 0002plusmn0

001 0002plusmn0001

a b c les diffeacuterents lettres expriment les diffeacuterences signifiants minimal est de Plt005

Lrsquoanalyse de la variance a montreacute des valeurs significativement plus eacuteleveacutees agrave Almaty en comparaison des autres reacutegions pour tous les paramegravetres sauf le Zn agrave la fois dans le lait et le shubat et pour le Cd dans le shubat uniquement La teneur en Pb a eacuteteacute significativement plus eacuteleveacutee dans la reacutegion du Sud Kazakhstan par rapport aux reacutegions de Kyzylorda de Taraz et drsquoAtyraou agrave la fois dans le lait et le shubat Une leacutegegravere diffeacuterence significative a eacuteteacute observeacutee pour le zinc dans le lait entre Kyzylorda et les autres reacutegions

Selon la matrice des correacutelations il apparait drsquoune part que les concentrations en Pb et Cd sont significativement correacuteleacutees entre elles aussi bien dans le lait que dans le shubat (tableau 12) drsquoautre part les teneurs en Pb Cd et Zn dans le lait sont correacuteleacutees agrave celle du shubat

Tableau 12 Matrice de correacutelation entre les meacutetaux lourds dans le lait et le shubat

Variables Cu Lait Zn Lait Pb Lait Cd Lait Cu Shubat

Zn Shubat

Pb Shubat

Cd Shubat

1 Cu Lait 1

2 Zn Lait -0082 1

3 Pb Lait 0397 -0037 1

4 Cd Lait 0109 -0167 0606 1

5 Cu Shubat 0203 0021 0351 0354 1

6 Zn Shubat -0114 0606 -0193 -0308 0016 1

7 Pb Shubat 0120 -0174 0737 0477 0389 -0094 1

8 Cd Shubat -0143 0026 0639 0458 0321 0004 0677 1

82

III6 Teneur des pesticides organochloreacutes dans des diffeacuterentes matrices

III61 Teneur des pesticides organochloreacutes dans le sol

Le tableau ci-apregraves repreacutesente les valeurs moyennes des teneurs en pesticides organochloreacutes dans le sol des quatre reacutegions eacutetudieacutees calculeacutees agrave partir des reacutesultats rapporteacutees dans lrsquoAnnexe 13 Toutes les reacutegions sont contamineacutees par lrsquoα-HCH et le γ-HCH agrave des concentrations 6 agrave 7 fois supeacuterieures selon les reacutegions Les sols des reacutegions drsquoAlmaty du Sud Kazakhstan et drsquoAtyraou semblent moins pollueacutes que ceux de Kyzylorda Ce dernier est contamineacute par six des sept pesticides eacutetudieacutes dont trois agrave des concentrations importantes 0029 plusmn 0022 ppm de 44-DDE et 0064 plusmn 0065 ppm de 44-DDT (Tableau 13) De plus le β-HCH (max=0023 ppm) nrsquoa eacuteteacute deacutetecteacute que dans cette reacutegion Le sol de la reacutegion du Sud Kazakhstan est plus toucheacute par la contamination avec lrsquoα-HCH En effet les teneurs dans le sol en α-HCH des reacutegions drsquoAlmaty et de Kyzylorda ont eacuteteacute respectivement de 0007plusmn0006 ppm et de 0045 plusmn 0019 ppm soit 6 fois plus de α-HCH dans la reacutegion de Kyzylorda Le 24-DDD nrsquoest preacutesent dans aucun des eacutechantillons Par ailleurs certains eacutecarts type observeacutes sont supeacuterieurs agrave la moyenne qui leur correspond Ceci srsquoexplique soit par le fait qursquoun ou plusieurs des eacutechantillons eacutetaient plus contamineacutes que les autres soit qursquoil nrsquoy avait qursquoun seul eacutechantillon contamineacute Les teneurs en pesticides sont apparues tregraves heacuteteacuterogegravenes entre les reacutegions pour un mecircme pesticide Tableau 13 Teneur moyenne en pesticides organochloreacutes dans le sol dans 4 reacutegions

III62 Teneur des pesticides organochloreacutes dans lrsquoeau

Les valeurs moyennes des teneurs en pesticides organochloreacutes dans lrsquoeau sont calculeacutees agrave partir des reacutesultats mentionneacutes dans lrsquoAnnexe 14 Dans les eacutechantillons drsquoeau des reacutegions drsquoAlmaty et drsquoAtyraou aucun pesticide nrsquoa eacuteteacute deacutetecteacute Quant aux reacutegions du Sud Kazakhstan et de Kyzylorda leur eau contenait de α-HCH agrave lrsquoeacutetat de

Reacutegion α-HCH β-HCH γ-HCH 44-DDE 24-DDD

44-DDD

44-DDT

Almaty Moyenne 0007 0 0006 0 0 0 0

Ecart type 0006 0 0005 0 0 0 0

Minimum 0001 0 0001 0 0 0 0

Maximum 0012 0 0011 0 0 0 0

Sud Kazakhstan

Moyenne 008 0 0021 0 0 0 0

Ecart type 0114 0 0033 0 0 0 0

Minimum 0002 0 0003 0 0 0 0

Maximum 0351 0 0100 0 0 0 0

Kyzylorda Moyenne 0045 0003 0016 0029 0 0004 0064

Ecart type 0019 0008 0008 0022 0 0007 0065

Minimum 0015 0 0003 0006 0 0 0

Maximum 0084 0023 0031 0074 0 0015 0185

Atyraou Moyenne 0022 0 0013 0 0 0 0018

Ecart type 0008 0 0003 0 0 0 0018

Minimum 0014 0 0010 0 0 0 0

Maximum 0029 0 0015 0 0 0 0035

83

traces agrave raison de 0001 plusmn 0001 ppb (Tableau 14) Les reacutesultats semblent parfaitement homogegravenes entre les reacutegions et ce pour chaque pesticide

Tableau 14 Teneur moyenne en α-HCH dans lrsquoeau dans les reacutegions du Sud Kazakhstan et Kyzylorda en ppb

α-HCH

Reacutegion Almaty Atyraou Sud

Kazakhstan Kyzylorda

Moyenne 0001 0001

Ecart type 0001 0001

Minimum 0 0

Maximum 0003 0002

III63 Teneur des pesticides organochloreacutes dans les plantes

Le tableau ci-dessous preacutesente les valeurs moyennes des teneurs en pesticides organochloreacutes dans les plantes calculeacutees agrave partir des reacutesultats reacutepertorieacutes dans lrsquoAnnexe 15 Certains des pesticides le β-HCH le γ-HCH et le 24-DDD sont peu ou pas preacutesents dans les plantes et ce pour chacune des reacutegions Alors que drsquoautres tel que le 44-DDE est deacutetecteacute agrave des concentrations plus importantes de 0037 plusmn 0049 agrave 0076 plusmn 0029 ppm Lagrave encore certains eacutecarts type observeacutes sont supeacuterieurs agrave la moyenne leur correspondant les mecircmes explications que celles deacutecrites pour les eacutechantillons de sol sont avanceacutees

Dans les eacutechantillons de plantes de la reacutegion de Kyzylorda tous les pesticides eacutetudieacutes ont eacuteteacute deacutetecteacutes Les teneurs maximum en β-HCH (0021 ppm) et en 24-DDD (0136 ppm) mesureacutees lrsquoont eacuteteacute dans les eacutechantillons de cette reacutegion Les autres valeurs eacutetaient relativement au mecircme niveau que dans les autres reacutegions (Tableau 15) Le maximum pour 5 (α-HCH γ-HCH 44-DDE 44-DDD 44-DDT) de 7 pesticides eacutetudieacutes a eacuteteacute deacutetecteacute dans la reacutegion drsquoAtyraou

Tableau 15 Teneur moyenne en pesticides organochloreacutes dans les plantes des 4 reacutegions en ppm


44-DDD

44-DDT

Almaty Moyenne 0024 0 0005 0076 0 0027 0032

Ecart type 0004 0 0001 0029 0 0014 0011

Minimum 0020 0 0003 0020 0 0 0020

Maximum 0031 0 0007 0100 0 0040 0045

Sud Kazakhstan

Moyenne 0023 0003 0006 0050 0 0014 0025

Ecart type 0009 0006 0003 0029 0 0012 0024

Minimum 0012 0 0003 0015 0 0 0

Maximum 0036 0015 0012 0086 0 0027 0063


Ecart type 0010 0008 0002 0049 0049 0018 0019

Minimum 0018 0 0003 0 0 0 0

Maximum 0042 0021 0009 0136 0031 0047 0050

Atyraou Moyenne 0026 0 0009 0043 0 0015 0035

Ecart type 0014 0 0006 0047 0 0019 0026

Minimum 0004 0 0003 0 0 0 0

Maximum 0049 0 0019 0140 0 0053 0080

84

III64 Teneur des pesticides organochloreacutes dans le lait

Le tableau ci-apregraves repreacutesente les valeurs moyennes des teneurs en pesticides organochloreacutes dans le lait des quatre reacutegions eacutetudieacutees calculeacutees agrave partir des reacutesultats mentionneacutes dans lrsquoAnnexe 16 La plus haute teneur de α-HCH a eacuteteacute trouveacutee dans le lait de la reacutegion drsquoAtyraou Le β-HCH nrsquoa pas eacuteteacute deacutetecteacute dans le lait des reacutegions drsquoAlmaty et Sud Kazakhstan Sa teneur eacutetait plus eacuteleveacutee dans la reacutegion drsquoAtyraou (0014 ppm) que dans celle de Kyzylorda (0005 ppm) Les valeurs maximum de γ-HCH et 44-DDD ont eacuteteacute aussi observeacutees pour la reacutegion drsquoAtyraou La quantiteacute de 44-DDE a eacuteteacute 3 fois plus eacuteleveacutee dans la reacutegion drsquoAlmaty par rapport aux autres reacutegions Pour la reacutegion drsquoAlmaty seul un eacutechantillon du lait a pu ecirctre analyseacute aussi les eacutecarts type des teneurs en pesticides deacutetecteacutes sont nuls Les reacutesultats ont montreacute que le 24-DDD nrsquoest pas preacutesent dans le lait et ce pour chacune des reacutegions Par ailleurs il existe une grande heacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute des teneurs pour un mecircme pesticide entre les diffeacuterentes reacutegions eacutetudieacutees ainsi le lait de la reacutegion du Sud Kazakhstan contenait 005 ppm en moyenne de 44-DDT contre 0 ppm dans celui drsquoAlmaty (Tableau 16) Les eacutecarts types supeacuterieurs agrave la moyenne leur correspondant sont dus au fait qursquoil nrsquoy a qursquoun seul eacutechantillon pollueacute pour chacun des pesticides concerneacute ou un des eacutechantillons est tregraves contamineacute par rapport aux autres

Tableau 16 Teneur moyenne en pesticides organochloreacutes dans le lait des 4 reacutegions en ppm

III65 Teneur des pesticides organochloreacutes dans le shubat

Les valeurs moyennes des teneurs en pesticides organochloreacutes dans le shubat sont calculeacutees agrave partir des reacutesultats mentionneacutes dans lrsquoAnnexe 16 La pollution des eacutechantillons de shubat par lrsquoα-HCH srsquoest situeacutee relativement au mecircme niveau dans toutes les reacutegions La teneur en β-HCH eacutetait plus eacuteleveacutee dans la reacutegion de Kyzylorda (Tableau 16) Des traces de γ-HCH ont eacuteteacute deacutetecteacutees dans tous les eacutechantillons Le maximum de 44-DDE a eacuteteacute observeacute dans la reacutegion drsquoAtyraou Les pesticides 24-DDD 44-DDD et 44-DDT ne sont pas deacutetecteacutes dans le shubat des reacutegions de Sud Kazakhstan Kyzylorda et Atyraou Dans la reacutegion drsquoAlmaty les 24-DDD et 44-DDT ne sont pas deacutetecteacutes mais le 44-DDD srsquoest preacutesenteacute en quantiteacute de 0033 ppm en


44-DDD

44-DDT

Almaty Moyenne 0027 0 0005 0040 0 0 0

Ecart type 0 0 0 0 0 0 0

Minimum 0027 0 0005 0040 0 0 0

Maximum 0027 0 0005 0040 0 0 0

Sud Kazakhstan

Moyenne 0010 0 0022 0 0 0013 0050

Ecart type 0004 0 0016 0 0 0009 0045

Minimum 0006 0 0003 0 0 0 0

Maximum 0015 0 0042 0 0 0020 0110


Ecart type 0010 0002 0002 0007 0 0009 0007

Minimum 0008 0 0003 0 0 0 0

Maximum 0038 0005 0009 0018 0 0025 0020

Atyraou Moyenne 0036 0008 0021 0008 0 0018 0025

Ecart type 0006 0006 0022 0006 0 0026 0035

Minimum 0028 0 0003 0 0 0 0

Maximum 0042 0014 0052 0015 0 0055 0075

85

moyenne (Tableau 17) Lagrave encore lrsquoeacutecart type supeacuterieur agrave la moyenne observeacute pour le pesticide 44-DDE de la reacutegion du Sud Kazakhstan est expliqueacute par le fait qursquoil nrsquoy avait qursquoun eacutechantillon sur les trois qui eacutetait pollueacute

Tableau 17 Teneur moyenne en pesticides organochloreacutes dans le shubat des 4 reacutegions en ppm

Si on examine les liens entre les matrices le lait et le shubat on retrouve trois moleacutecules rechercheacutees en quantiteacute importante dans la reacutegion drsquoAtyraou Dans la reacutegion de Kyzylorda seul la β-HCH est fortement preacutesent dans le shubat Le 44-DDT est preacutesent dans le lait du Sud Kazakhstan Pour la reacutegion drsquoAlmaty le lait et le shubat contiennent des teneurs eacuteleveacutees en deacuteriveacutes du DDT malgreacute leurs faibles concentrations dans les matrices environnementales

III66 Correacutelation entre les teneurs en pesticides dans lrsquoenvironnement et le lait et entre le lait et le shubat

Les trois figures ci-dessous repreacutesentent les graphiques des correacutelations des

teneurs des sept pesticides organochloreacutes eacutetudieacutes entre lrsquoenvironnement et le lait (Figures 18 agrave 20) Au vu des reacutesultats aucune relation entre les teneurs en pesticides dans lrsquoenvironnement et le lait nrsquoa eacuteteacute observeacutee Cependant eacutetant donneacute le faible nombre drsquoeacutechantillons les reacutesultats ne sont pas statistiquement veacuterifiables nous ne pouvons alors parler que de laquotendanceraquo Ainsi une forte pollution de lrsquoenvironnement ne semble pas ecirctre lieacutee neacutecessairement agrave une forte contamination du lait et du shubat


44-DDD

44-DDT

Almaty Moyenne 0021 0004 0005 0 0 0033 0

Ecart type 0010 0004 0001 0 0 0033 0

Minimum 0011 0 0004 0 0 0 0

Maximum 0030 0007 0005 0 0 0065 0

Sud Kazakhstan

Moyenne 0013 0 0002 0003 0 0 0

Ecart type 0012 0 0001 0005 0 0 0

Minimum 0003 0 0 0 0 0 0

Maximum 0030 0 0003 0010 0 0 0


Ecart type 0 0 0 0 0 0 0

Minimum 0024 0010 0005 0025 0 0 0

Maximum 0024 0010 0005 0025 0 0 0

Atyraou Moyenne 0023 0 0005 0018 0 0 0

Ecart type 0008 0 0001 0018 0 0 0

Minimum 0015 0 0004 0 0 0 0

Maximum 0030 0 0006 0035 0 0 0

86

Figure 18 Correacutelation des teneurs en pesticides entre le sol et le lait ou le

shubat

Figure 19 Correacutelation des teneurs en pesticides entre lrsquoeau et le lait ou le

shubat

Figure 20 Correacutelation des teneurs en pesticides entre les plantes et le lait ou le

shubat

Tableau 18 Valeurs des coefficients de correacutelation de Pearson des teneurs en pesticides entre lrsquoenvironnement et le lait

α-HCH β-HCH γ-HCH 44-DDE

24-DDD

44-DDD

44-DDT

Coefficient de correacutelation entre le sol et le lait

-0218 -0153 -0433 -0067 -0338 -0322

Coefficient de correacutelation

entre lrsquoeau et le lait 0067


entre les plantes et le lait -0049 0687 -0319 0451 -0108

87

Les cases vides sont dues au fait que tous les eacutechantillons drsquoau moins une des deux seacuteries (environnement ou lait) ne contient pas le pesticide correspondant Une correacutelation significative nrsquoest observeacutee qursquoentre les plantes et le lait pour seulement deux des sept pesticides le lindane et le 44-DDD (Tableau 18)

III7 Les bacteacuteries lactiques et leur rocircle dans la deacutetoxification

III71 Caracteacuterisation et Identification des flores lactiques du lait et du shubat

Au total 138 souches ont pu ecirctre isoleacutees agrave partir de 25 eacutechantillons du lait et de

shubat La plupart sont des coques (109) 17 sont des bacilles et 12 des levures Apregraves la coloration de Gram ainsi que des tests de recherche de la catalase et

de lrsquooxydase 118 souches pouvaient ecirctre assimileacutees agrave des bacteacuteries lactiques et ont eacuteteacute utiliseacutees pour reacutealiser des tests de fixation du Pb et Cd

III72 Etude qualitative de la capaciteacute des bacteacuteries lactiques agrave fixer les meacutetaux lourds

Les photos 6-7 montrent les reacutesultats obtenus lors de deux tests de fixation avec

le plomb (Photo 6) et avec le Cd (Photo 7) On observe la croissance des souches testeacutees et leur capaciteacute agrave fixer les meacutetaux lourds par la preacutesence drsquoun halo autour des stries Le halo signifiant une diminution voire une absence des ions meacutetalliques consideacutereacutee dans cette zone

Photo 6 Interaction drsquoune souche avec du Pb Photo 7 Interaction drsquoune souche avec du Cd

Les reacutesultats de ce test ont montreacute que sur 118 souches testeacutees 6 ne se deacuteveloppent pas en preacutesence de Pb et de Cd 62 ne fixent ni le Pb ni le Cd Parmi les cinquante souches restantes 10 fixent agrave la fois le Pb et le Cd 18 uniquement le Pb et 22 uniquement le Cd (Figure 21)

Strie

bacterienne

Halo

88

Figure 21 Reacutepartition de souches isoleacutees selon leur capaciteacute agrave croitre sur des milieux

additionneacutes de Pb ou de Cd et agrave fixer ces meacutetaux

Seules les 45 souches ayant montreacute une capaciteacute agrave fixer les meacutetaux lourds ont eacuteteacute retenus pour une identification par des meacutethodes moleacuteculaires

III73 Identification des souches isoleacutees agrave partir du lait et shubat

Les ADN ont eacuteteacute directement extraits des 45 souches pures de bacteacuteries cultiveacutees 24 heures agrave 37 degC sur les milieux geacuteloseacutes MRS ou M17 Veacuterification de lrsquoextraction drsquoADN sur gel drsquoagarose 08

Avant de reacutealiser la PCR une veacuterification de lrsquoextraction drsquoADN sur gel drsquoagarose

08 a eacuteteacute faite (Photo 8) pour chaque eacutechantillon en deux reacutepeacutetitions Le marqueur de 100 pb a eacuteteacute utiliseacute Lrsquoaspect des bandes 25 26 29 correspond agrave des deacutepocircts trop concentreacutes en ADN

89

Photo 8 Gel drsquoagarose agrave 08 pour veacuterifier la qualiteacute de veacuterification de lrsquoextraction de

lrsquoADN de souches de bacteacuteries lactiques isoleacutees de lait et de shubat PCR

Les ADN bacteacuteriens extraits de chaque souche ont eacuteteacute amplifieacutes en utilisant la paire drsquoamorces 338f et 518r et la paire drsquoamorces W00123S1 La paire drsquoamorces 338f et 518r conduit agrave des produits drsquoamplification de 237 paires de bases ce qui est une seacutequence de faible taille qui ne permet pas toujours drsquoidentifier preacuteciseacutement les souches bacteacuteriennes isoleacutees ou de diffeacuterencier des souches de la mecircme espegravece Pour certaines souches seul le nom du genre bacteacuterien est accessible La seconde paire drsquoamorce a eacuteteacute utiliseacutee pour permettre une identification plus fine des souches en produisant une seacutequence de 1500 paires de bases Les photos 4 et 5 montrent lrsquoefficaciteacute de cette eacutetape drsquoamplification et la taille des amplicons produits

M 231 232 241 242 251 252 261 262 271 272 281 282 291 292 CN CN

90

Photo 9 Gel drsquoagarose agrave 2 de veacuterification des produits de la PCR avec les amorces

338f et 518r produisant des amplicons de 237 pb agrave partir drsquoADN extrait de bacteacuteries lactiques isoleacutees de lait de chamelle ou de shubat


W00123S1 produisant des amplicons de 1500 pb agrave partir drsquoADN extrait de bacteacuteries lactiques isoleacutees de lait de chamelle ou de shubat

Les bandes drsquoADN obtenues sur ces gels ont eacuteteacute coupeacutees et purifieacutees en utilisant

le Wizard Kit de Promega et conserveacutees au -20 degC jusqu au seacutequenccedilage

Identification des souches Lrsquoexploitation du seacutequenccedilage des produits de la PCR a permis drsquoidentifier 45

souches isoleacutees de lait de chamelle et de shubat

91

Tableau 18 Les noms des souches isoleacutees du lait de chamelle et de shubat de 4 reacutegions de Kazakhstan

Origine Type de produit

Lait de chamelle Shubat

1 AT1 Enterococcus faecalis 2 AT2 Enterococcus faecium

3 CH1

Leuconostoc mesenteroides Lactobacillus sakei Enterococcus durans Lactobacillus sakei Lactobacillus kefiri Enterococcus durans Enterococcus durans Enterococcus faecalis Enterococcus faecalis Leuconostoc mesenteroides

4 CH2

Lactobacillus casei Enterococcus durans Lactobacillus curvatus Enterococcus durans Enterococcus durans Enterococcus faecium Enterococcus faecium Enterococcus faecium

5 CH3

Lactobacillus sakei Enterococcus durans Lactococcus lactis subsp lactis Enterococcus faecium Leuconostoc mesenteroides

6 CH4 Enterococcus faecalis Lactobacillus casei subsp casei Lactobacillus paracasei Enterococcus faecium

7 CH5 Enterococcus durans Enterococcus durans Enterococcus durans

8 DB Lactobacillus casei 9 KZ1 Enterococcus sp

10 KZ2

Lactobacillus casei Lactobacillus casei Lactococcus lactis subsp lactis Enterococcus durans Enterococcus durans Enterococcus faecalis Enterococcus faecium

11 KZ3 12 KZ4 Lactobacillus sakei

13 KZ5

Lactobacillus casei subsp casei Enterococcus faecium Enterococcus faecium

Les reacutesultats du seacutequenccedilage de souches isoleacutees du lait et du shubat montrent une preacutedominance de coques lactiques dans le lait et le shubat Les coques sont majoritairement repreacutesenteacutees par des souches drsquoenteacuterocoques (Figure 22)

Figure 22 Microflores lactiques dans le lait et le shubat

92

III74 Etude quantitative de fixation dans lrsquoeau additionneacutee par le Pb

Pour cette eacutetude 13 souches (Tableau 19) ont eacuteteacute choisies pour avoir montreacute une

grande capaciteacute agrave inter-reacuteagir avec le Pb lors du test sur milieu de culture geacuteloseacute additionneacutee de Pb Tableau 19 Liste des souches de bacteacuteries lactiques utiliseacutees pour lrsquoeacutetude quantitative

de fixation dans lrsquoeau additionneacutee par le Pb

Nom de souche utiliseacutee Code des souches

Enterococcus durans s53

Enterococcus durans SH2M3N2

Enterococcus sp s33

Enterococcus faecalis SH1S5

Enterococcus faecium 35m17

Enterococcus faecium S19

Enterococcus faecium 35mrs

Enterococcus faecium AT2M10

Enterococcus faecium s36

Lactobacillus paracasei subsp paracasei s332

Lactobacillus kefiri s32

Leuconostoc mesenteroides s60

Leuconostoc mesenteroides SH1M6N1

La biomasse segraveche de 13 souches isoleacutees de lait de chamelle et de shubat a eacuteteacute mise en suspension dans des solutions aqueuses agrave 0 1 30 et 50 mg de Pb par litre La figure 22 preacutesente le pourcentage de plomb fixeacute par chacune des souches Ces reacutesultats confirment ceux obtenus sur milieux geacuteloseacutes additionneacutes de plomb toutes les souches fixent le plomb mais avec des capaciteacutes diffeacuterentes

0 20 40 60 80 100 120

E durans (1)

E durans (3)

E durans (2)

L paracasei subspp

E faecium (4)

E faecium (1)

L mesenteroides (2)

E faecalis

L kefiri

L mesenteroides (1)

E faecium (2)

E faecium (3)

E faecium (5)

So

uc

he

s

de Pb fixeacute

50 mgL

30 mgL

1 mgL

Figure 22 Pourcentage de plomb total fixeacute par de la biomasse segraveche de 13 souches isoleacutees de lait de chamelle et de shubat en suspension dans des solutions agrave 1 30 et 50

mg de Pb L

93

On observe des comportements diffeacuterents drsquoune souche agrave lrsquoautre Pour certaines souches on observe un pheacutenomegravene de saturation le pourcentage de Pb fixeacute diminue quand la concentration en plomb augmente Des souches montrent des capaciteacutes de fixation tregraves importantes crsquoest le cas des souches drsquoEnterococcus faecium alors que drsquoautres en fixe beaucoup moins comme E durans (1) Les quatre souches testeacutees ici ont eacuteteacute utiliseacutees pour le test in vivo ce sont L kefiri E faecalis E faecium (4) et E durans (3)

III75 Test physiologique (in vivo) et analyses des organes cibles

Lrsquoobjet de cette eacutetude reacutealiseacutee sur des cobayes eacutetait de valider lrsquohypothegravese selon

laquelle la preacutesence dans le lait de souches de bacteacuteries capables de fixer le plomb contaminant ce lait limitait son absorption par lrsquoorganisme avec pour conseacutequence une eacutelimination accrue de Pb dans les fegraveces et une moindre concentration de Pb dans les organes des les cobayes Les cobayes ont eacuteteacute alimenteacutes avec du lait de vache fermenteacute par les souches seules ou en meacutelange choisies pour leur capaciteacute agrave fixer le Pb Hors les groupes teacutemoin et groupe Pb les 6 souches testeacutees ont eacuteteacute associeacutees en diffeacuterents groupes (Tableau 20)

Tableau 20 Les noms de souches utiliseacutees dans lrsquoeacutetude physiologique (in vivo)

Nom de groupe Nom des souches utiliseacutees

1 4SF4SFPb

Lactobacillus kefiri

Enterococcus faecium

Enterococcus faecalis

Enterococcus durans

2 L mesenteroides Pb Leuconostoc mesenteroides

3 Lb paracasei Pb Lactobacillus paracasei subsp paracasei

Teneur du Pb dans le Fegraveces

Selon lrsquohypothegravese de deacutepart la teneur du Pb dans les fegraveces doit augmenter dans les groupes traiteacutes par les bacteacuteries lactiques

Dans les conditions de notre expeacuterimentation on observe une sensible diffeacuterence intergroupe entre le deacutebut (J1) et la fin de lrsquoexpeacuterimentation (J28) Si la teneur du Pb dans les groupes teacutemoin et le groupe Pb apparait relativement stable la teneur en Pb diminue de 22 en moyenne dans les groupes recevant du lait fermenteacute et augmente de 27 dans les groupes recevant du lait fermenteacute enrichi de plomb (Figure 23)

94

Figure 23 Teneur en Plomb dans les fegraveces

Teneur en Pb dans les diffeacuterents organes

Concernant la concentration dans les tissus on a observeacute une tendance agrave lrsquoaugmentation du Pb dans le sang et les principaux organes- cible agrave savoir la rate et les reins dans le groupe Pb

Drsquoautre part on observe une diminution marqueacutee dans les reins des groupes alimenteacutes avec du lait fermenteacute enrichi de plomb ce qui pourrait teacutemoigner de lrsquoeffet capture par les bacteacuteries lactiques et donc une moindre disponibiliteacute pour le principal organe cible

Toutefois cette tendance nrsquoest pas confirmeacutee dans les autres organes (Figure 24)

Figure 24 Teneur en Plomb dans les tissus Correacutelation entre les concentrations en plomb dans les diffeacuterents organes des diffeacuterents groupes

95

La concentration en Pb dans le cœur est significativement correacuteleacutee agrave celle de la

rate Il nrsquoy aucune correacutelation significative entre les autres organes Toutefois on peut observer dans le cercle des correacutelations (Figure 27) que les teneurs dans le cœur et la rate sont drsquoautant plus eacuteleveacutees que les teneurs dans les reins et surtout le sang sont faibles


Sang

Coeur

Poumons

Rate

Reins

Foie

-1

-075

-05

-025

0

025

05

075

1

-1 -075 -05 -025 0 025 05 075 1

F1 (3944 )

F2 (

26

49

)

Figure 25 Le cercle de correacutelation en teneur du Pb dans les diffeacuterentes matrices

Les teneurs dans les poumons et le foie sont indeacutependantes des concentrations observeacutees dans les autres organes Par rapport aux groupes les teneurs eacuteleveacutees dans le cœur et la rate sont proches du groupe L mesenteroides Pb Les teneurs eacuteleveacutees dans le sang sont associeacutees aux groupes Lb paracasei et 4SFPb Les groupes Teacutemoin et Group Pb sont associeacutes agrave des teneurs eacuteleveacutes dans le foie et les poumons Le groupe L mesenteroides se caracteacuterise par une teneur faible dans tous les organes et les groupes Lb paracasei Pb et 4SF par des valeurs moyennes pour tous les organes

96

IV DISCUSSION

IV1 Situation des fermes par rapport aux risques de pollution

Les cartes drsquoindice de pollution de chaque ferme de diffeacuterentes reacutegions ont donneacute une possibiliteacute de comparer leur niveau de pollution en fonction des risques drsquoatteinte des diffeacuterentes matrices selon leur situation geacuteographique et la distance aux diffeacuterentes sources de pollution Avec lrsquoidentification des sources de pollution potentielles autour de chaque ferme eacutetudieacutee on peut estimer quel type de polluant et quel niveau potentiel de contamination on peut attendre dans chaque eacutechantillon Par exemple les fermes (CH3 et CH4) placeacutees pregraves de lrsquousine drsquoasphalte peuvent recevoir des grandes quantiteacutes deacuteleacutements fugitifs toxiques au niveau du sol (BREDL 2007) De plus la vitesse du vent joue un rocircle dans la dispersion des polluants Plus le vent sera fort plus les polluants seront disperseacutes (Venetsanos 2002) alors que les peacuteriodes de calme peuvent entraicircner une pollution plus forte autour de la source

Les liens entre contamination des matrices et sources potentielles de pollution ont eacuteteacute eacutetudieacutees par exemple en Italie par Ronchi et al (2008) mais sans utiliser un index syntheacutetique Un tel index peut ecirctre utile dans la mesure ougrave les diffeacuterents critegraveres qui le composent srsquoavegraverent pertinents au regard de la contamination eacutetudieacutee Toutefois sa limite reacuteside dans le fait qursquoon attribue le mecircme poids agrave chacun des critegraveres retenus ainsi la distance agrave la source de pollution est de mecircme poids que la force des vents dominants Au regard de nos reacutesultats cet index srsquoavegravere inteacuteressant pour eacutevaluer les risques de pollution dans les sols mais peu pour les autres matrices

IV2 Pb et Cd dans les diffeacuterentes matrices environnementales

Nous discuterons dans cette partie les valeurs observeacutees dans les diffeacuterentes

matrices ainsi que leurs relations aussi bien entre matrices (sol eau plante) qursquoentre mineacuteraux (Pb et Cd)

IV21 Pb et Cd dans le sol

Le Pb a eacuteteacute deacutetecteacute dans le sol de diffeacuterents pays par exemple en Irlande agrave

raison de 05-138 ppm (Dickson et Stevens 1983) aux USA lt1-135 (Holmgren et al 1993) en Pologne 45-2865 (Kabata-Pendias et Dudka 1991) agrave Bangkok Thaiumllande 121-2693 (Wilcke et al 1998) (citeacutes par Markus et al 2001) En Norvegravege des teneurs en Pb et Cd dans le sol naturel ont eacuteteacute eacutevalueacutes agrave 1113 ppm et 138 ppm respectivement (Steinnes et al 1997) Dans 3 fermes de trois reacutegions diffeacuterentes drsquoEgypte la teneur en Pb dans le sol eacutetait de 64 120 et 290 ppm respectivement Il existe donc une forte variabiliteacute celle-ci eacutetant due agrave une multitude de facteurs dont la pollution mais aussi probablement la preacutecision analytique Le sol peut passer dans lrsquoorganisme animal avec les plantes sous forme des petites particules de terre et par lrsquoair sous forme de poussiegraveres Le sol peut ainsi devenir la principale source de contamination par les meacutetaux lourds pour les animaux (Healy et al 1970 Hargreaves et al 2011) drsquoautant que certains herbivores ingegraverent une part importante de sol dans leur ration lors de leur seacutejour au pacircturage (voir plus loin)

97

La contamination des sols est majoritairement drsquoorigine atmospheacuterique et les sources de pollution peuvent ecirctre les gaz drsquoeacutechappement et les fumeacutees drsquousine Dans la litteacuterature ce sont donc surtout les facteurs lieacutes agrave la proximiteacute des routes des aeacuteroports et des usines polluantes qui ont eacuteteacute eacutetudieacutees Ainsi les endroits situeacutes pregraves des autoroutes agrave fort trafic apparaissent plus pollueacutes notamment par les meacutetaux lourds comme le Pb Zn Cu Cd (Omar et Al-Khashman 2004)

Le rocircle du trafic routier Le taux de Pb dans les eacutechantillons de sols des diffeacuterentes fermes

eacutechantillonneacutees dans notre eacutetude est compris entre 776 et 13108 ppm Mecircme si la ferme KZ5 qui preacutesente les valeurs les plus faibles est situeacutee dans un village qui longe lrsquoautoroute on nrsquoa pas deacutetecteacute une quantiteacute importante de Pb par rapport aux autres fermes Cela peut ecirctre simplement ducirc au faible volume du trafic routier agrave proximiteacute de la ferme En effet plusieurs travaux ont souligneacute que crsquoest lrsquointensiteacute du trafic qui pouvait expliquer un taux eacuteleveacute de plomb dans le lait des animaux paissant agrave proximiteacute des routes (Bhatia and Choudhri 1996) Cependant les effets sont notables lorsque le trafic deacutepasse 3000 agrave 15000 veacutehicules par jour (Diacono et al 2007)

Ainsi la teneur maximale de Pb observeacutee dans la ferme CH1 (Sud Kazakhstan) (13108 ppm) correspond agrave une ferme situeacutee agrave 500 m de lrsquoautoroute ougrave le trafic est moyennement important

Dans une eacutetude reacutealiseacutee en Iran par Samani-Madj et al (2006) il a eacuteteacute montreacute que les concentrations moyennes du Pb et du Cd dans le sol ont eacuteteacute pour les sites avec un volume de trafic eacuteleveacute de 183 et 257 ppm et pour les sites avec le volume de trafic faible de 7064 et 225 ppm respectivement De plus la teneur en Pb diminuait en fonction de la distance agrave lrsquoautoroute

Dans une autre eacutetude reacutealiseacutee au Pakistan les concentrations moyennes du Pb et Cd dans le sol ont eacuteteacute deacutetermineacutees pregraves des routes principales secondaires et tertiaires (Khan et al 2011) La teneur moyenne y eacutetait de 539 ppm pour le Pb et 60 ppm pour le Cd respectivement mais il y avait une variation significative (P lt 001) dans les concentrations selon le type de route (principale secondaire et tertiaire) qui se distinguaient par la densiteacute du trafic (Khan et al 2011)

Le rocircle des industries polluantes La proximiteacute dlsquoindustries polluantes peut ecirctre un puissant facteur de

contamination des sols comme lrsquoattestent de tregraves nombreuses reacutefeacuterences bibliographiques et nos propres reacutesultats

La ferme CH1 la plus contamineacutee de notre eacutechantillon (Pb 13108 ppm) se trouve pregraves des cultures de coton et de ceacutereacuteales et proche de lrsquoautoroute Les activiteacutes agricoles peuvent ecirctre une source de contamination par lrsquousage de pesticides et surtout des eacutepandages de fumier Par exemple le sol drsquoune bananeraie agrave lrsquoile Hainan (Chine) contenait 16-584 ppm de Pb et 043-321ppm de Cd (Lin et al 2010)

Mais dans la ville de Chymkent situeacutee agrave proximiteacute de la ferme CH1 eacutevoqueacutee plus haut il existe aussi 69 uniteacutes de production meacutetallique non ferreux chimique ou de transformation du peacutetrole Dans cette reacutegion se trouve eacutegalement lrsquousine de production du plomb Iyuzhnyipolimetall (Anonyme 23)

Si la quantiteacute du sol qursquoon trouve dans lrsquoestomac des herbivores a eacuteteacute rapporteacute

comme potentiellement consideacuterable (Jurjanz et al 2008) une concentration de 13108 ppm de Pb dans le sol peut avoir une conseacutequence importante En effet la concentration maximale admissible de plomb dans le sol est de 32 ppm (Anonyme 24) Dans lrsquoeacutechantillon du sol de la ferme CH1 la quantiteacute du Pb est donc 4 fois plus eacuteleveacutee Concernant le Cd la quantiteacute admise par la leacutegislation est de 6 ppm en Russie

98

(Shikhova 2004) et de 3 ppm en Serbie (Vidovic et al 2005) La teneur maximale en Cd dans notre eacutetude eacutetait de 039 ppm dans la ferme CH4 Bien que cette valeur se situe en-dessous des normes eacutevoqueacutees plus haut cette ferme est placeacutee agrave moins drsquo1 km de lrsquousine de production drsquoasphalte

Une source potentielle de contamination est la preacutesence de sites nucleacuteaires La

quantiteacute brute (totale) de cadmium dans le sol de la reacutegion du polygone de tir atomique pregraves de la ville de Semeiuml (Kazakhstan) a eacuteteacute de 039 ppm (Pilguk 2005) ce qui est au mecircme niveau que le taux du cadmium dans lrsquoeacutechantillon le plus eacuteleveacute de notre eacutetude (ferme CH4)

Les teneurs en Pb et Cd dans le sol sont eacutegalement eacuteleveacutes dans les reacutegions de Kyzylorda et Atyraou Il faut remarquer dans ces reacutegions la preacutesence de plusieurs sites drsquoextraction du peacutetrole et de leurs deacutechets Les productions du peacutetrole et gaz ont une grande influence sur la pollution de lrsquoatmosphegravere 75 des deacutechets passant dans lrsquoair 20 dans lrsquoeau et 5 dans le sol

On considegravere que 999 de la pollution de lrsquoair dans la reacutegion drsquoAtyrau est la conseacutequence drsquoactiviteacutes des entreprises du secteur peacutetrole-gaz (Saavedra et al 2004) Dans la reacutegion drsquoAlmaty la teneur en Pb dans le sol eacutetait relativement faible par rapport aux autres reacutegions En effet il nrsquoy pas de sites de production dans cette reacutegion Toutefois la ferme DB qui preacutesente un taux relativement eacuteleveacute se situe agrave proximiteacute de lrsquoautoroute Almaty-Astana

Une autre source potentielle de pollution est lrsquoeacutepandage des boues drsquoeacutepuration et

les sols de deacutecharge Par exemple en Norvegravege la concentration du Cd dans le sol de surface dans les zones de deacutecharge du sud du pays a eacuteteacute en moyenne de 1-3 ppm Ce qui correspond agrave la concentration maximale acceptable dans les sols agricoles traiteacutes par les boues drsquoeacutepuration au sein de lrsquoUE (Commission of the European Communitie 1986 Flaten et Steinnes 1999) Les eacutechantillons du sol de deacutecharge fermeacutee agrave Thessaloniki (Nord de la Gregravece) ont eacuteteacute testeacutes pour la quantiteacute de meacutetaux lourds Les teneurs eacutetaient de 05 -19 ppm pour le Cd et 25 ndash 925 ppm pour le Pb (Kasassi et al 2008)

Lrsquoactiviteacute miniegravere est aussi une source potentielle de contamination des sols en

meacutetaux lourds Dans la reacutegion miniegravere Bibiani (Ouest reacutegion du Ghana) la teneur du Cd y est comprise entre 07 - 415 ppm dans le sol (Quarshie et al 2011) Pregraves des reacutesidus miniers au sud-est de lrsquoEspagne des teneurs tregraves eacuteleveacutees en Pb (5000ndash8000 ppm) et zinc (7600ndash12 300 ppm) dans le sol ont eacuteteacute deacutetecteacutees (Cones et al 2006) Dans le sol des pierres de serpentine en Albanie les concentrations maximales (poids sec) eacutetaient de 14 ppm pour le Cd et 172 ppm pour le Pb (Shallar et al 1998) Autour de la mine Dabaoshan (Sud-Chine) le sol du village Fandong pregraves de cette mine eacutetait fortement contamineacute Pb (386 ppm) et Cd (55 ppm) (Zhuang et al 2009)

Les industries meacutetallurgiques sont eacutegalement amplement impliqueacutees dans les

contaminations par les meacutetaux lourds Ainsi dans le sol des pacircturages de la zone industrielle du Panjab (Inde) 368 ppm de Pb a eacuteteacute releveacute (Sidhu et al 1994) Anuratha (2006) a observeacute un niveau de Cd eacuteleveacute dans les zones industrielles (citeacute par Rajaganapathy et al 2011) La concentration en Zn Cu Cd et Pb dans le sol des endroits pollueacutes par les industries meacutetallurgiques est de 4 agrave 20 fois plus eacuteleveacute que les endroits de reacutefeacuterence au Pays-Bas (Notten et al 2005)

Autour de fours de fusion de PbZn en Chine la concentration du Cd eacutetait 10 ppm dans le sol des reacutegions tregraves pollueacutees soit 4 fois plus que dans les zones non pollueacutees (27 ppm) Rappelons que la norme chinoise est de 10 ppm pour le Cd La

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concentration en Pb dans le sol a eacutegalement augmenteacute de 37 ppm (controcircle) agrave 467 ppm (zone tregraves pollueacutee) mais ces teneurs eacutetaient en deccedilagrave de la norme chinoise (500 ppm) (Cai et al 2009) La concentration du Pb dans le sol autour de lrsquousine de batteries au plomb agrave Lalupon (Nigeria) eacutetait entre 1045-1669 ppm (Adegoke et al 2009) la concentration maximale permissible eacutetant de 100 ppm selon Kabata Pendias (1995)

A Kirov (Russie) dans le sol de forecirct situeacute agrave lrsquoest de centres industriels dans la

direction de la rose des vents la teneur en Pb eacutetait supeacuterieure agrave 70 ppm et celle du Cd de 04-15 ppm (Shikhova 2004)

Dudka et al (1996) ont obtenu des teneurs tregraves eacuteleveacutees de meacutetaux lourds (Cd 32ndash106 ppm Pb 146ndash3452 ppm Zn 465ndash11 375 ppm) dans le sol de la zone industrielle

Autres facteurs de variations La teneur en meacutetaux dans le sol peut ecirctre eacutegalement sous lrsquoinfluence de facteurs

propres aux sols tels que le pH ou la structure du sol Le pH du sol en effet joue un rocircle important dans lrsquoabsorption des meacutetaux par le sol A pH 61-70 des teneurs plus eacuteleveacutees en Cd (25 ppm) et Pb (80 ppm) ont eacuteteacute obtenues par rapport agrave des sols avec un pH plus acide (Teofilova et al 2010) La taille des particules des fractions du sol a une influence sur la distribution des meacutetaux dans la matrice terrestre et leur disponibiliteacute pour les plantes La boue constitueacutee des particules les plus fines (2ndash50 μm) notamment est la fraction majeure dans le sol qui concentre la part la plus importante des meacutetaux lourds (Qian et al 1996) La biodisponibiliteacute deacutepend aussi du pH et de la concentration du meacutetal dans le sol (Millis et al 2004 Tudoreanu et Phillips 2004 Kirkham 2006)

Finalement les teneurs obtenues dans notre eacutetude paraissent plutocirct moyennes pour le Pb et plutocirct faibles pour le Cd par rapport aux valeurs observeacutees dans les zones industrielles polluantes mais les comparaisons demeurent deacutelicates compte-tenu de la variabiliteacute des proceacutedures analytiques et des conditions de lrsquoenvironnement peacutedologique

IV22 Pb et Cd dans lrsquoeau

Les lacs riviegraveres les eaux souterraines sont contamineacutes par des polluants agrave cause des facteurs anthropiques Par exemple en Turquie 3 eacutechantillons drsquoeau ont eacuteteacute preacuteleveacutes dans des mares situeacutees dans des roches steacuteriles Leur teneur en Pb y eacutetait entre 64 et 113 ppm (Gemici et Tarcan 2007) Dans lrsquooasis drsquoAl-Ahssa (Arabie Saoudite) les concentrations maximales (en ppm) en Pb et Cd observeacutees ont eacuteteacute 0008 et 0013ppm dans les eacutechantillons drsquoeau souterraine et 0091 et 0091 dans les eaux reacutesiduaires respectivement (Assubaie 2011) En Inde dans les eaux reacutesiduaires de la riviegravere Musi une teneur de 021 en Pb et 00025 ppm en Cd a eacuteteacute releveacutee (Raj et al 2006) En Inde dans les eacutechantillons drsquoeau de surface du lac de Bhopal le Pb (003-012 ppm) et le Cd (0014-041 ppm) ont eacuteteacute quantifieacutes lors du festival religieux (Gupta et al 2005) (citeacute par Rajaganapathy et al 2011) En Chine la teneur de Cd dans lrsquoeacutechantillon drsquoeau de zone pollueacutee par le four de fusion PbZn a eacuteteacute 10 fois (001 ppm) plus eacuteleveacutee que le controcircle (0001 ppm) avec une norme chinoise 005 ppm et pour le Pb 0006 ppm et 0002 ppm respectivement en-dessous de la norme (01 ppm) (Cai et al 2009) Dans les eacutechantillons drsquoeau de la zone industrielle de Jeedimetla (Inde) 010-050 ppb de Pb et 060-318 ppb de Cd ont eacuteteacute deacutetermineacutes (Govil 2001 citeacute par Rajaganapathy et al 2011)

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Dans notre eacutetude les teneurs maximales de Pb et Cd ont eacuteteacute obtenues dans les eacutechantillons drsquoeau de la reacutegion de Kyzylorda La riviegravere de Syr-Daria dans la reacutegion de Kyzylorda qui pourvoit 4 fermes sur 5 en eau drsquoabreuvement pour les chameaux contient de 7-14 ppm de Pb et 005-025 ppm de Cd Il nrsquoy pas de grandes diffeacuterences avec lrsquoeacutechantillon drsquoeau de nappe souterraine (KZ1) de cette reacutegion (10 ppm de Pb et 005 ppm de Cd) La quantiteacute de ces meacutetaux dans la nappe souterraine de la reacutegion drsquoAlmaty est presque 2 fois moindre pour le Pb (59 ppm) et identique pour le Cd (005 ppm) Dans la reacutegion de Sud Kazakhstan les eacutechantillons drsquoeau de nappe souterraine ont contenu 11 ppm de Pb et 005 de Cd Le taux plus eacuteleveacute du Pb dans lrsquoeau des reacutegions Kyzylorda et Sud-Kazakhstan peut ecirctre ducirc aux activiteacutes industrielles et agricoles

Diacono (2007) avait analyseacute les diffeacuterents meacutetaux dans les eacutechantillons drsquoeau des reacutegions drsquoAlmaty Atyraou Sud-Kazakhstan et Aral Certaines des fermes eacutechantillonneacutees dans le suivi de Diacono ont eacutegalement eacuteteacute inclues dans notre eacutetude ce sont les fermes DB (Almaty) CH4 (Sud-Kazakhstan) et AT1 AT2 (Atyraou) Mais dans ces eacutechantillons aucune trace de plomb nrsquoavait eacuteteacute deacutetecteacutee par Diacono (la meacutethode utiliseacutee eacutetait la mecircme et les analyses ont eacuteteacute faites dans le mecircme laboratoire) alors que les valeurs suivantes ont eacuteteacute releveacutees dans notre travail DB 59 ppm CH4 108 ppm AT1 89 ppm et AT2 89 ppm de Pb

En geacuteneacuteral les teneurs du Pb et Cd dans nos eacutechantillons drsquoeau eacutetaient comprises entre 59 ndash 136 ppm et 005 (77 des eacutechantillons drsquoeau) - 025 ppm respectivement Les concentrations maximales recommandeacutees dans lrsquoeau sont (ppm) 001 pour le Cd et 50 pour le Pb (FAO 1985) En comparaison avec ces donneacutees dans nos eacutechantillons eacutetudieacutes les teneurs moyennes sont donc 7 fois (007 ppm) plus eacuteleveacutees pour le Cd et presque 2 fois (9 ppm) pour le Pb

Les teneurs de ces meacutetaux lourds dans les eacutechantillons drsquoeau sont leacutegegraverement eacuteleveacutees si lrsquoon se base sur les normes FAO Mais au moins pour le Cd les teneurs observeacutees au Kazakhstan apparaissent plutocirct plus faibles que dans les reacutefeacuterences disponibles On ne peut eacutecarter cependant (mecircme si nos teneurs moyennes observeacutees sont infeacuterieures agrave certaines normes nationales comme celles de Serbie et du Monteacuteneacutegro- 10 ppm pour le Cd) lrsquoideacutee drsquoune leacutegegravere contamination visible dans lrsquoeau destineacutee agrave lrsquoabreuvement des animaux

IV23 Pb et Cd dans les plantes

En ce qui concerne les teneurs observeacutees dans les plantes les valeurs apparaissent faibles eacutetant donneacutees que les teneurs toxiques de Cd pour les plantes sensibles sont de 5 agrave 10 ppm de MS et les teneurs critiques sont de 10 agrave 20 ppm de MS

La teneur moyenne en plomb des fourrages (125plusmn 05 ppm) au Kazakhstan semble proche de celle obtenue par Caggiano et al (2005) (12 ppm) en Italie Parkpian et al (2003) a deacutetecteacute de 076 agrave 663 ppm dans le fourrage en Thaiumllande Rashed (1994) a montreacute que la teneur du Pb dans le fourrage autour de fermes en Egypte eacutetait en moyenne entre 770-160 ppm

Le taux de Pb dans nos eacutechantillons de plantes est plus faible que celui obtenu preacuteceacutedemment par Diacono et al (2007) ougrave les teneurs en Pb dans le fourrage de diffeacuterentes fermes de 4 reacutegions (Almaty Sud-Kazakhstan Atyraou et Aral) eacutetaient en moyenne de 43 plusmn 960 ppm Dans les mecircmes fermes eacutetudieacutees par Diacono la teneur en Pb a eacuteteacute de 15 (DB) 3490 (CH4) 07 (AT1) 08 (AT2) ppm vs 22 06 23 et 13 ppm dans nos eacutechantillons respectivement Si les reacutesultats obtenus par Diacono

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(2007) eacutetaient globalement comparables aux nocirctres dans 3 des fermes en revanche une diffeacuterence tregraves notable est observeacutee dans la ferme CH4 ougrave la teneur releveacutee est passeacutee de 349 en 2007 agrave 06 ppm lors de notre passage en 2010 Il existe donc de fortes variations temporelles difficiles agrave expliciter en lrsquoabsence drsquoune reacuteelle proceacutedure drsquoeacutechantillonnage baseacutee sur des preacutelegravevements chronologiques rigoureux (mecircme saison mecircme type de plante mecircme zone de pacircturage)

Le rocircle du trafic routier Dans la ferme AT1 le fourrage a contenu les teneurs les plus eacuteleveacutees en Pb (230

ppm) et Cd (056 ppm) par rapport aux autres fermes Elle se situe entre deux puits peacutetroliers et les pacircturages sont parcourus par de nombreuses pistes pour les engins agrave moteur Dans la ferme DB qui est situeacutee pregraves de lrsquoautoroute avec une densiteacute moyenne de voiture les teneurs en Pb et Cd eacutetaient 220 et 04 ppm respectivement

Dans la ville de Dar es Salaam (Tanzanie) les plantes des espegraveces Cynodon ont eacuteteacute analyseacutees pregraves de lrsquoautoroute Les reacutesultats ont montreacute des teneurs en meacutetaux lourds (ppm) de 024 ndash 258 pour le Cd et de 115 -2553 pour le Pb

Parkpian et al (2003) ont rapporteacute en Thaiumllande que les teneurs en Pb et Cd dans les plantes autour drsquoune autoroute eacutetaient de 076-662 ppm et 017-073 ppm respectivement Les teneurs eacutetaient plus eacuteleveacutees que dans 6 fermes eacutetudieacutees se trouvant le long drsquoune route secondaire de moindre trafic ougrave les teneurs du Pb eacutetaient entre 08-22 ppm et pour le Cd 006-04 ppm

Les concentrations moyennes en Pb et Cd dans les plantes pregraves des routes agrave Peshawar City Pakistan eacutetaient de 491 et 109 ppm respectivement pour les routes principales et secondaires La variation significative (P lt 001) dans les concentrations du Pb et Cd dans le sol et les plantes le long des routes selon leur statut serait donc due agrave la diffeacuterence de densiteacute du trafic (Khan et al 2011) De nombreuses eacutetudes indiquent que la teneur en Pb est apparue correacuteleacutee avec la moyenne journaliegravere du trafic sur les routes alors que la teneur en Cd ne lrsquoeacutetait pas Cela signifie que la source du Pb dans les plantes provient des veacutehicules contrairement au Cd Cependant cette correacutelation entre certains meacutetaux lourds dans la veacutegeacutetation et la densiteacute du trafic nrsquoest pas toujours observeacutee (Gish et Christensen 1973)

Quelques eacutetudes ont eacutegalement montreacute que les teneurs en Pb et Cd dans les plantes diminuent avec la distance agrave la route (Ndiokwere 1984 Ferretti et al 1995 Bhatia et Choudhri 1991 Nan et al 2002 Farmer et Farmer 2000) La teneur en plomb a varieacute en progression geacuteomeacutetrique (exponentiellement) avec la distance agrave la route

En Europe lrsquoutilisation drsquoessence sans plomb a permis de diminuer consideacuterablement le risque de contamination des zones de pacircturage pregraves des reacuteseaux routiers La part du trafic routier dans le total des eacutemissions de plomb dans lrsquoatmosphegravere est ainsi passeacutee de 93 agrave 4 entre 1990 et 2000 Au Kazakhstan cependant lrsquoutilisation drsquoessence sans plomb nrsquoest pas encore reacutepandue

Le rocircle des industries polluantes Dans ce domaine aussi de fortes variabiliteacutes sont observeacutees selon les reacutefeacuterences

Globalement on observe des teneurs plus eacuteleveacutees dans les pacircturages situeacutes agrave proximiteacute des zones industrielles Ainsi Sidhu et al (1994) ont observeacute une valeur de 102-382 ppm de Pb dans le fourrage des zones industrielles du Punjab (Inde) (citeacute par Rajaganapathy et al 2011) Dey et al (1996) dans le fourrage de la reacutegion industrielle de Delhi (Inde) ont observeacute des teneurs de 46 ppm pour le Pb et 11 ppm pour le Cd Dans la reacutegion meacutetallifegravere de Bulgarie la concentration du Pb eacutetait de 3500 ppm et celle du Cd de 280 ppm dans les plantes (Stefanov et al 1995)

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En Chine pregraves du four de fusion PbZn deacutejagrave citeacute la teneur en Pb dans les gramineacutees et les feuilles pacirctureacutees par les animaux a augmenteacute sensiblement dans le fourrage passant de 36 ppm dans les zones non pollueacutees agrave 132 ppm dans les zones tregraves pollueacutees soit une valeur 40 fois plus eacuteleveacutee que la norme admise pour les plantes dans ce pays (8 ppm) (Cai et al 2009) Dans une ferme de moutons et chevaux situeacutee pregraves de four de fusion de meacutetal non ferreux de Baiyin (Chine) les contenus en Pb et Cd ont eacuteteacute 93 et 690 fois plus eacuteleveacutes dans le fourrage par rapport agrave un fourrage teacutemoin situeacute en zone non pollueacutee (Liu 2003) Raj et al (2006) ont rapporteacute que dans les plantes poussant sur un sol contamineacute et irrigueacute avec des eaux reacutesiduaires des taux eacuteleveacutes de meacutetaux lourds ont eacuteteacute releveacutes 079 ppm pour le Cd et 1922 ppm pour le Pb

Pregraves des reacutesidus miniers au sud-est de lrsquoEspagne sur le sol qui contient 5000ndash

8000 ppm de Pb dans la plante Helichrysum decumbens 390 ppm de Pb a eacuteteacute deacutetecteacute (Cones et al 2006) La concentration du Cd dans les pousses de 6 espegraveces diffeacuterentes (Trifolium alexandriu Cichorium intybus Avena sativa Medicago polymorpha Brassica campestris Medicago sativa) de fourrage srsquoest situeacute entre 669 et 832 ppm de la matiegravere segraveche Dans les plantes autour de la mine Dabaoshan (Sud-Chine) sur un sol tregraves fortement contamineacute (Cd 55 ppm et Pb 386 ppm) les teneurs du Cd et Pb deacutetecteacutes (Cd 26 ndash 63 ppm Pb 14 ndash 2 ppm) eacutetaient concentreacutes surtout dans les graines (Zhuang et al 2009) Les teneurs observeacutees varient en effet en fonction de la partie preacuteleveacutee de la plante ce qui peut induire des biais drsquoobservation Dans deux plantes meacutedicinales (Datura stramonium et Amaranthus spinosus) de diffeacuterentes espegraveces de deacutechegraveterie agrave Pretoria (Afrique du Sud) les concentrations de meacutetaux lourds ont eacuteteacute deacutetermineacutees dans lrsquoordre suivant racine gt feuille gt tige (Olowoyo et al 2012) Dans notre eacutetude cependant nous avons preacuteleveacute lrsquoensemble de la plante consommeacute par les chameaux et les analyses ont eacuteteacute reacutealiseacutees sur le meacutelange des diffeacuterentes parties collecteacutees

La contamination des plantes par les meacutetaux lourds ne semble pas forceacutement augmenter agrave proximiteacute des sites nucleacuteaires Crsquoest le cas par exemple des plantes sauvages pregraves de la riviegravere Irtych agrave cocircteacute de la ville de Semeiuml pregraves des anciens sites nucleacuteaires ougrave la teneur moyenne du Cd eacutetait de 0049 ppm soit des teneurs sensiblement infeacuterieurs agrave nos reacutesultats moyens (056 ppm)

Autres facteurs de variation La veacutegeacutetation reacutecupegravere les eacuteleacutements trace surtout du sol mais parfois de deacutepocircts

sur les feuilles Les plantes absorbent les meacutetaux sous diffeacuterentes formes disponibles Cette disponibiliteacute des meacutetaux est influenceacutee par des facteurs comme le pH le contenu de la matiegravere organique la conductiviteacute eacutelectrique etc (Flaten and Steinnes 1999) Ces paramegravetres ne sont pas toujours constants dans lrsquoenvironnement

Il existe aussi des variations saisonniegraveres une diminution des concentrations a ainsi eacuteteacute observeacutee entre le printemps et lrsquoeacuteteacute pour le Cd (- 47) Les donneacutees individuelles variaient entre 7 et 2700 ppb (Brekken et Steinnes 2004) En Angleterre des reacutesultats similaires ont eacuteteacute obtenus avec une diminution en printemps et une augmentation vers lrsquoautomne et jusquagrave une concentration maximale en fin drsquohiver (Matthews and Thornton 1982)

La diffeacuterence entre les reacutesultats de Diacono (2007) et notre eacutetude peut ecirctre expliqueacutee en partie par ces facteurs les preacutelegravevements nrsquoayant pas eacuteteacute reacutealiseacutes durant la mecircme saison

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Lrsquoabsorption des meacutetaux lourds deacutepend aussi de lrsquoespegravece et du type de plante En effet il srsquoavegravere que les parties diffeacuterentes de plante absorbent les quantiteacutes diffeacuterentes de ces meacutetaux comme cela a eacuteteacute eacutevoqueacute plus haut

La concentration du Cd deacutepend de lrsquoespegravece et de la morphologie drsquoune mecircme espegravece poussant sur le mecircme sol (Flaten et Steinnes 1999) Par exemple les plantes de la famille des Asteraceae qui eacutetaient identifieacutees pendant notre eacutetude comme une des plantes importantes ingeacutereacutee par les chameaux sont reacuteputeacutees comme hyper accumulatrices du Pb (Tanhan et al 2007 Pilguk 2005) Ces plantes peuvent contenir 1377 ppm dans les pousses et 4236 ppm dans les racines et peuvent reacutesister jusqursquoagrave 100 000 ppm dans le sol (Tanhan et al 2007)

Les leacutegumes feuilleteacutes sont plus contamineacutes que les leacutegumes non feuilleteacutes Par exemple dans le chou-fleur chinois la teneur du Cd eacutetait 45 fois plus eacuteleveacutee que la teneur accessible maximale (005 ppm) (Li et al 2006) Si dans la graine de maiumls (Zea mays) une teneur de 01 ppm de Cd a eacuteteacute rapporteacute dans les feuilles de cresson (Thlaspi caerulescens) des teneurs atteignant 380 ppm sont releveacutes (Kirkham 2006)

Jarvis et al (1976) ont observeacute que 34 agrave 97 du Cd total dans la plante srsquoaccumule dans la racine La reacutetention de meacutetaux lourds dans la racine (Zhang et al 2010) est tregraves eacuteleveacutee surtout dans le fourrage dans les graines de leacutegumes et ceacutereacuteales Les racines nrsquoeacutetant pas utiliseacutees la consommation des meacutetaux lourds par les animaux et hommes en est reacuteduite (Ahmad et al 2011)

Avec une concentration moyenne en Cd de 126 ppm dans le sol le carambole (Averrhoa carambola) a accumuleacute les plus fortes concentrations en Cd dans la racine (757) les branches (1084) les feuilles (901) et les plus faibles dans les fruits (215 ppm) (Li et al 2006)

Ingestion de plantes par les animaux Dans la forecirct de Niepołomice en Pologne situeacutee en zone pollueacutee la nourriture

des chevreuils Capreolus capreolus a eacuteteacute analyseacutee pour la quantiteacute de meacutetaux lourds La concentration moyenne (par rapport agrave la matiegravere segraveche) eacutetait de 2-3 pour le Cd et 12-8 ppm pour le Pb La flore du sol avait accumuleacutee une teneur tregraves eacuteleveacutee en Pb (35 ppm) Pendant 110 jours les chevreuils ont ingeacutereacute 196 g de meacutetaux lourds (y compris 93 g de tregraves toxiques Cd Pb Ni et Cr) Cela repreacutesentait 85 fois plus que dans les endroits non pollueacutes (Grodzińska et Grodziński 1983)

Certaines plantes sont de grandes consommatrices alors que dautres ne peuvent fixer certaines moleacutecules Ne connaissant pas preacuteciseacutement le reacutegime alimentaire des chameaux aux pacircturages et les proportions de plantes ingeacutereacutees on ne peut se faire une ideacutee preacutecise de la quantiteacute de meacutetaux lourds ingeacutereacutee par les chamelles Neacuteanmoins les valeurs observeacutees montrent que la deacuteposition en Pb et Cd a bien eu lieu sur les pacircturages

En conclusion le taux moyen de Cd dans notre eacutetude (017 ppm) est relativement faible par rapport aux normes pour la teneur admissible de Cd dans le fourrage citeacutee dans la litteacuterature 05 ppm (Vidovic et al 2005 Cai 2009 ) et 50 ppm selon Ahmad et al (2011) La teneur moyenne du Pb (125 ppm) dans notre eacutetude semble similaire aux teneurs rapporteacutees dans la litteacuterature pour les zones pas tregraves contamineacutees Cette teneur est infeacuterieure agrave la norme admise pour le fourrage en Chine (8 ppm) ou en Allemagne (10 ppm) (Cai 2009) Cependant mecircme si les concentrations dans les plantes nrsquoapparaissent pas tregraves eacuteleveacutees du fait de lrsquoingestion pendant une longue peacuteriode par les animaux il peut y avoir une influence sur la qualiteacute des produits animaux (Luilo et Othman 2003)

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Correacutelation entre les matrices Les concentrations en Pb et en Cd sont donc probablement interdeacutependantes et

les meacutecanismes de fixation dans les sols ainsi que le preacutelegravevement et lrsquoincorporation dans le meacutetabolisme veacutegeacutetal sont lieacutes Ceci est corroboreacute par les correacutelations positives significatives observeacutees dans notre eacutetude entre les teneurs en Cd et Pb dans les diffeacuterentes matrices environnementales et de faccedilon particuliegraverement marqueacutee dans les fourrages Hovmand et al (1983) ont publieacute que de 20 agrave 60 du cadmium total de la plante (002ndash04 ppm) provient du cadmium atmospheacuterique Mais Pavlik et al (1997) considegraverent que 90 du Cd dans les plantes est originaire du sol et seulement l0 de lrsquoatmosphegravere Plusieurs travaux ont montreacute le transfert des meacutetaux du sol pollueacute par les reacutesidus atmospheacuteriques vers les ceacutereacuteales (Dudka et al 1996 Gzyl 1990 Dudka et Miller 1999)

Plus la concentration du Cd dans le sol augmente plus le Cd dans les leacutegumes se retrouve en quantiteacute eacuteleveacutee (Yang et al 2009) Ce qui globalement nrsquoa pas eacuteteacute observeacute dans notre eacutetude Drsquoautres auteurs ont fait le mecircme constat Par exemple Pichtel et al (2000) ont rapporteacute que le Cd de la plante est peu correacuteleacute avec celui du sol Le Pb est un des seuls meacutetaux qui srsquoaccumule dans les plantes et dont la concentration dans les plantes peut ecirctre correacuteleacutee agrave celle de sol (Zhang et al 2010 Pichtel et al 2000) La relation entre le Pb dans le sol et les plantes (lrsquoorge et le tubercule de pomme) y eacutetait lineacuteaire avec une inclinaison tregraves basse (00001ndash00003) (Zhang et al 2010) Cela nrsquoa pas eacuteteacute confirmeacute dans notre eacutetude Cependant compte-tenu qursquoun de nos eacutechantillons de sol (ferme CH1) contenait une valeur 10 fois supeacuterieure agrave la moyenne de nos eacutechantillons alors que la mecircme concentration se trouvait dans la moyenne pour les plantes de la mecircme ferme la variance du sol par rapport agrave celle des plantes srsquoen est trouveacutee perturbeacutee rendant la relation statistique difficile agrave eacutetablir du fait du nombre restreint drsquoeacutechantillons

Dans notre eacutetude le taux de meacutetaux lourds dans lrsquoeau nrsquoest pas correacuteleacute

significativement avec celui de fourrage et ce qui correspond aux rares reacutesultats citeacutes dans la litteacuterature (Ahmad 2011)

IV3 Les teneurs de meacutetaux lourds dans le lait de chamelle et shubat

Les eacutechantillons de lait de chamelle et shubat des 5 reacutegions eacutetudieacutees contenaient

en moyenne (ppm) moins de 005 de Cu 475 de Zn 0001 de Cd et 002 de Pb Si on ne prend pas en compte les donneacutees du Zn les taux du Pb Cu et Cd ont

eacuteteacute plus eacuteleveacutes dans les eacutechantillons de la ferme DB de la reacutegion drsquoAlmaty (006 ppm Pb 0075 ppm Cu 0003 ppm Cd) Apregraves la reacutegion drsquoAlmaty les teneurs en Pb les plus eacuteleveacutees ont eacuteteacute rapporteacutes dans la reacutegion de Sud Kazakhstan (0035 ppm) notamment dans la ferme CH1 Pour le Cd dans le shubat la teneur la plus eacuteleveacutee a eacuteteacute observeacutee eacutegalement dans la ferme DB (004 ppm) et dans le lait de la ferme KZ4 (004 ppm) Pour le Zn le lait le plus riche eacutetait celui de KZ1 (73 ppm) et dans le shubat celui drsquoAT1 (75 ppm) Pour le Cu il srsquoagit de la ferme DB (009 ppm) pour le lait et dans les fermes DB et CH5 (006 ppm pour le shubat)

Il semble difficile drsquoeacutetablir un lien entre teneurs en meacutetaux lourds dans le sol lrsquoeau les fourrages et celle retrouveacutees dans le lait et shubat Compte-tenu des teneurs en meacutetaux lourds plus importantes dans les fourrages des fermes AT1 et AT2 on srsquoattendait а ce que les teneurs de ces eacuteleacutements dans le lait de chamelle et le shubat issus de ces fermes soient eacutegalement plus eacuteleveacutees Or il srsquoavegravere que ce nrsquoest pas le

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cas Toutefois la teneur en Pb dans le lait apparait plus eacuteleveacutee dans la ferme CH1 ougrave une teneur plus importante dans le sol a eacuteteacute deacutetecteacutee Rappelons que les teneurs moyennes (ppm) en meacutetaux lourds dans le lait de chamelle preacuteleveacute au Kazakhstan par Diacono (2007) ont eacuteteacute 007 plusmn 004 de Cu 516 plusmn 217 de Zn et 0025 plusmn 002 de Pb soient des valeurs proches de nos reacutesultats 005 plusmn 001 470 plusmn 116 et 002 plusmn 002 respectivement

Quelques eacutetudes ont eacuteteacute meneacutees sur la composition mineacuterale du lait de chamelle et les reacutesultats obtenus sont variables

IV31 Le cuivre dans le lait et les produits laitiers

Ainsi pour le Cu les teneurs reporteacutees sont en moyenne 036 plusmn 002 ppm (Al-Awadi et Srikumar 2001) 036 plusmn 02 ppm (Meldebekova et al 2008) 16 plusmn 02 ppm (Sawaya et al 1984) et 65 plusmn 28 ppm (Abdel- Rahim 1987) La teneur moyenne en Cu de nos eacutechantillons de lait de chamelle est inferieure а ces reacutefeacuterences et paraissent mecircme faibles Les teneurs en Cu obtenues dans le lait de vache et de jument eacutechantillonneacutes dans la reacutegion drsquoAlmaty par Diacono (2007) preacutesentent des teneurs de 049 et 01 ppm Drsquoapregraves la FAO les teneurs normales en Cu du lait de vache sont comprises entre 01 et 04 ppm Mais pour lrsquoUnion Europeacuteen la limite maximale admissible pour le Cu est 005 ppm

Lrsquoeacutechantillon de lait de la ferme DB le plus riche en Cu (009 ppm) preacutesentait finalement une teneur leacutegegraverement eacuteleveacutee par rapport agrave la norme europeacuteenne Le niveau de la contamination du lait en cuivre deacutepend aussi de la zone drsquoeacutelevage Simsek et al (2000) ont eacutechantillonneacute du lait de vache dans 3 zones diffeacuterentes ayant des caracteacuteristiques de pollution de lrsquoenvironnement diffeacuterentes zones industrielle routiegravere et rurale Les laits issus de ces 3 zones contenaient respectivement 096 ppm 058 ppm et 039 ppm de Cu en moyenne le lait de zone industrielle eacutetant significativement plus riche en Cu que celui de zone routiegravere (plt001) lui-mecircme significativement plus riche que celui de zone rurale (plt001) Drsquoapregraves ces reacutesultats il semblerait donc que nos eacutechantillons de lait de chamelle et shubat ne soient pas contamineacutes par des teneurs excessives en cuivre mais lrsquoeacutechantillon le plus contamineacute provenait aussi drsquoune ferme agrave proximiteacute de la route Les eacutechantillons de shubat preacuteleveacutes au Kazakhstan par Diacono (2007) ont contenus apparemment plus de Cu (016 plusmn 016 ppm de Cu) que nos eacutechantillons (005 plusmn 003)

IV32 Le zinc dans le lait et les produits laitiers

Sawaya et al (1984) rapportent que la teneur moyenne en zinc du lait de chamelle est de 44 plusmn 04 ppm ce qui est en accord avec les reacutesultats de Al-Awadi et Srikumar (2001) (49 plusmn 05 ppm en moyenne) Diacono (2007) a obtenu une teneur en Zn leacutegegraverement plus eacuteleveacutee (516 plusmn 217 ppm) La teneur moyenne de nos eacutechantillons semble comparable (470 plusmn 116 ppm) Meldebekova et al (2008) rapportent une teneur en zinc dans le lait de chamelle du Kazakhstan de 129 plusmn 126 ppm en moyenne ce qui est inferieur aux autres reacutesultats citeacutes ci-dessus Dans le lait de vache les teneurs normales en Zn sont de 3 а 6 ppm (FAO 1998)

Pour le Zn il existe aussi un effet de la situation des fermes par rapport aux zones pollueacutees Dans un environnement contamineacute par des activiteacutes industrielles Simsek et al (2000) ont trouveacute une teneur moyenne de 501 ppm dans le lait de vache Cette teneur est significativement (plt005) supeacuterieure agrave celle du lait produit par des vaches dans une zone routiegravere et rurale (respectivement 449 et 377 ppm en moyenne) Ces teneurs restent dans la fourchette des teneurs normales en Zn du lait de vache (230

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ppm) analyseacute par Diacono (2007) dans la reacutegion drsquoAlmaty Dans le lait de jument de la mecircme reacutegion cette auteure a observeacute une teneur tregraves eacuteleveacutee (36 ppm) et seulement 380 ppm pour le lait de chamelle de la mecircme ferme et reacutegion cet eacutecart eacutetant ducirc probablement aux diffeacuterences speacutecifiques Mais il faut noter que les teneurs maximales de Zn dans nos eacutechantillons de lait (73 ppm dans la ferme KZ1) et shubat (75 ppm dans la ferme AT1) semblent plus eacuteleveacutees par rapport agrave ces donneacutees Les indices de pollution pour ces fermes eacutetaient moyennement importants (respectivement 7 et 6 sur une eacutechelle atteignant 10) La teneur en zinc dans le shubat de la ferme KZ1 est sensiblement moins riche en Zn (59 ppm) que le lait (75 ppm) Une telle observation nrsquoest pas constante En effet dans la ferme AT1 il y a moins de zinc dans le lait que le shubat associeacute En moyenne cependant la teneur en Zn dans le shubat apparait leacutegegraverement supeacuterieure agrave celle du lait de chamelle lui correspondant Il semblerait eacutegalement que lrsquoexposition agrave un excegraves de Zn dans les sols ou les fourrages nrsquoaugmente pas de faccedilon importante et excessive la teneur en Zn du lait

Diacono (2007) a obtenu 104 ppm de Zn dans le lait drsquoune ferme de la reacutegion drsquoAral Cette teneur eacutetait eacuteleveacutee par rapport agrave la moyenne et aux autres reacutesultats de la litteacuterature Pourtant lrsquoeacutechantillon de fourrages associeacute ne contenait que 26 ppm de Zn teneur inferieure agrave la moyenne (33 plusmn 2715 ppm)

IV33 Le plomb dans le lait et les produits laitiers

Concernant le plomb les reacutefeacuterences sont nombreuses sur le lait de vache La litteacuterature montre clairement lrsquoeffet de la contamination de lrsquoenvironnement par les activiteacutes anthropiques telles que les industries ou les infrastructures routiegraveres libeacuterant du plomb dans le milieu environnant contaminant alors les plantes et le lait des animaux consommant ces plantes

Pourtant aucun auteur ne donne les teneurs en Pb des aliments consommeacutes par les animaux sur lesquels ils preacutelegravevent le lait pour les analyses Neacuteanmoins Bhatia et Choudhry (1996) Dey et Swarup (1996) et Simsek et al (2000) srsquoaccordent sur le fait que le lait produit par des animaux vivant aupregraves des usines des routes est significativement plus riche en Pb que le lait produit en zone rurale ou en zone non pollueacutee Neacuteanmoins dans ces eacutetudes les reacutesultats sont extrecircmement variables avec des teneurs maximales en Pb pouvant aller de 0032 ppm (Simsek et al 2000) agrave 720 ppm (Bhatia et Choudhri 1996) Pourtant ces deux teneurs reflegravetent la contamination du lait des animaux pacircturant aupregraves des routes avec un trafic intensif (Simsek et al 2000) et un trafic correspondant а 15000 voitures par jour (Bhatia et Choudhri 1996)

Dans nos eacutechantillons eacutetudieacutes la teneur moyenne du Pb a eacuteteacute identique dans le lait et le shubat (002 plusmn 002 ppm) Cette teneur eacutetait au mecircme niveau que la quantiteacute moyenne de Pb obtenue par Diacono (2007) dans le lait de chamelle 0025 plusmn 002 ppm un peu plus eacuteleveacutee cependant dans le shubat 001 ppm (vs 0021 dans nos eacutechantillons)

Meldebekova et al (2008) ont obtenu une teneur en Pb dans le lait de chamelle provenant aussi du Kazakhstan supeacuterieure agrave celle rapporteacutee ici (006 plusmn 0018 ppm) Dans la reacutegion drsquoAlmaty 03 plusmn 006 ppm de Pb dans le lait et 03 plusmn 0008 dans le shubat dans la reacutegion de Sud-Kazakhstan 028 et 033 ppm respectivement ont eacuteteacute obtenues par Akhmetsadykova (2008)

Dans notre eacutetude le lait de chamelle et le shubat de la ferme DB contenaient les valeurs les plus eacuteleveacutees soit 007 et 005 ppm de Pb respectivement Cette ferme eacutetant situeacutee non loin drsquoune route avec un trafic non neacutegligeable il se peut que les animaux consomment des plantes sur le bord de cette route ou agrave des endroits plus exposeacutes

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Ces reacutesultats laissent supposer que ces animaux doivent ecirctre exposeacutes agrave une source de plomb via leur alimentation lieacutee agrave la preacutesence drsquoune industrie ou drsquoune route sur leur zone de parcours

Cependant les teneurs des fourrages associeacutes agrave cette mecircme ferme (DB) nrsquoeacutetaient pas particuliegraverement eacuteleveacutes bien qursquoau-dessus de la moyenne (125 ppm) des fourrages eacutechantillonneacutes lors de cette eacutetude A lrsquoinverse lrsquoeacutechantillon de fourrage de la ferme AT1 a eu les teneurs maximales en Pb (230 ppm) et Cd (056 ppm) or aucun excegraves de ces meacutetaux lourds dans les eacutechantillons laitiers associeacutes nrsquoa eacuteteacute perccedilu Il se peut donc que les fourrages preacuteleveacutes ne reflegravetent pas de faccedilon optimale ce qui est consommeacute par ces animaux (Diacono 2007)

Le transfert du Pb par le biais des fourrages semble avoir le mecircme impact sur le lait de vache que sur le lait de chamelle La fermentation du lait en shubat dans nos eacutechantillons ne semble pas diminuer les concentrations et Diacono (2007) a constateacute que soit la teneur en Pb augmente soit elle devient nulle dans le shubat par rapport au lait frais de chamelle Dans une autre eacutetude il a eacuteteacute observeacute que la concentration du Pb diminuait dans tous les eacutechantillons de shubat par rapport au lait frais (Konuspayeva et al 2009) La technologie de la production des produits laitiers semble avoir une influence sur la quantiteacute de meacutetaux lourds Les quantiteacutes semblent plus importantes dans le yaourt que dans le lait frais (Cd 063 Pb 006 et 101 011 ppm respectivement) (Guumller 2007) Dans une autre eacutetude les teneurs en Pb dans le fromage ont eacuteteacute en moyenne de 15 agrave 107 μgg soient des valeurs plus eacuteleveacutees que dans le lait (Vural et al 2008) Cependant dans un cas il peut y avoir un apport exteacuterieur en Pb par rapport agrave ce qui eacutetait deacutejagrave preacutesent dans le lait ce qui augmente la teneur en Pb dans les produits transformeacutes comme le shubat (par exemple par lrsquoutilisation drsquoustensiles contenant du plomb) Et dans un autre cas le pheacutenomegravene de capture des moleacutecules de Pb par les bacteacuteries lactiques preacutesentes dans le lait peut avoir pour conseacutequence que la teneur en Pb du shubat devient nulle ou plus faible

Les seules normes disponibles sont celles de la teneur de plomb maximale toleacutereacutee dans le lait qui de plus est variable en fonction des pays (002 ppm en Turquie 005 ppm en Allemagne et Hollande 01 ppm au Kazakhstan) La teneur moyenne du Pb dans nos eacutechantillons laitiers (lait 0023 ppm et shubat 0022 ppm) se situe autour de la teneur admise en Turquie Seul le Pb dans les eacutechantillons de la ferme DB est en quantiteacute leacutegegraverement plus eacuteleveacutee (lait 007 et shubat 005 ppm) que les normes admises en Allemagne et Hollande mais en deccedilagrave des normes admises au Kazakhstan La teneur maximale admissible du Pb dans le lait selon le Codex Alimentarius (2007) est de 002 ppm (Ataro et al 2008)

IV34 Le cadmium dans le lait et les produits laitiers

Dans la litteacuterature les teneurs suivantes du Cd ont eacuteteacute obtenues dans le lait de chamelle autour de la mer drsquoAral (Saitmuratova et al 2001)

Akhmetsadykova (2008) a deacutetecteacute 0012 plusmn 0008 ppm de Cd dans le lait et 0012 plusmn 00005 dans le shubat de la reacutegion drsquoAlmaty et 0012 et 0011 ppm dans la reacutegion de Sud Kazakhstan respectivement Les reacutesultats du Cd obtenus dans ce travail sont beaucoup plus faibles (0001ppm) Dans notre eacutetude a teneur maximale a eacuteteacute observeacutee dans la ferme KZ4 (0004 ppm) qui reste cependant infeacuterieure agrave la limite maximale autoriseacutee dans lrsquoUE qui est de 001 ppm A remarquer que crsquoest aussi dans lrsquoeau drsquoabreuvement de cette ferme que la teneur du Cd eacutetait aussi maximale (025 ppm) par rapport aux autres fermes

En France la teneur du lait en Cd est infeacuterieure agrave la limite de deacutetection des

meacutethodes drsquoanalyse (00002 agrave 00005 ppm) Les concentrations dans les fromages

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peuvent atteindre 005 ppm chez la vache et 02 ppm chez la brebis et la chegravevre (Direction geacuteneacuterale de lrsquoalimentation 1996) Le Cd deacutepasse rarement 0002 ppm dans le lait Dans la cregraveme les teneurs moyennes se situent entre 0001 et 0003 ppm Dans les cailleacutes et les fromages elles sont un peu plus eacuteleveacutees mais deacutepassent rarement 0005 ppm (Milhaud et al 2000) Licata et al (2004) ont rapporteacute 000002 ppm de Cd dans le lait de vache en Italie La teneur en Cd dans le fromage a eacuteteacute en moyenne de 00001 agrave 00006 ppm en Turquie (Vural et al 2008) Caggiano et al (2005) ont rapporteacute une teneur en Cd moyenne dans les eacutechantillons de fromages italiens de 011 ppm Les teneurs maximales de Pb et Cd dans le lait de vache de la commune de Navarra (Espagne) ont eacuteteacute de 0019 et 00017 ppm respectivement (Sola-Larrantildeaga et Navarro-Blasco 2009)

Dans des zones industrielles contamineacutees par du Cd Kirova (1993) a observeacute des teneurs comprises entre 00016 et 0012 ppm dans du lait de brebis en Bulgarie et Krelowska-Kulas (1990) 00034 agrave 00089 ppm dans des laits de vache de la reacutegion de Cracovie (Pologne)

Des variations saisonniegraveres sont eacutegalement deacutecrites La teneur en Cd dans le lait en eacuteteacute a eacuteteacute de 005 plusmn 001 et en hiver 007 plusmn 002 mgg MS dans une eacutetude reacutealiseacutee en Italie (Caggiano et al 2005)

Globalement il apparait donc que le cadmium est preacutesent en faibles quantiteacutes dans le lait et produits laitiers Toutefois il existe une correacutelation positive significative entre les concentrations en cadmium et plomb dans le lait ainsi que dans le shubat Il nrsquoest donc pas impossible que des valeurs en Cd deacutepassant les normes admises puissent ecirctre observeacutees dans le cas de fortes contaminations par le plomb

Lrsquoabsence de liens tregraves nets entre les teneurs observeacutees dans les matrices environnementales et le lait ou le shubat peut en partie ecirctre attribueacute au comportement alimentaire des chameaux En effet si on considegravere comme Jurjanz (2008) que le sol est le principal vecteur de la contamination des animaux ingeacuterant une part non neacutegligeable de particules terrestres dans leur ration le fait que les chameaux aient un comportement de brouteurs plutocirct que de paisseurs va limiter les risques de contamination par une plus faible ingestion de terre Contrairement aux moutons ou aux bovins par exemple qui arrachent les plantes au ras des racines les chameaux seacutelectionnent plus volontiers les parties aeacuteriennes Cette particulariteacute comportementale peut repreacutesenter un avantage comparatif aussi pour la contamination des produits laitiers par les pesticides

IV4 Teneur des pesticides organochloreacutes dans la chaicircne alimentaire

Lrsquoutilisation des pesticides a eacuteteacute et est encore largement reacutepandue au Kazakhstan La vigilance est donc de mise et leur quantification dans les produits destineacutes agrave la consommation humaine repreacutesente une eacutetape importante de lrsquoeacutevaluation des risques de contamination pour lrsquohomme

IV41 Les teneurs dans les diffeacuterentes matrices environnementales

Dans notre eacutetude les teneurs les plus eacuteleveacutees en pesticides sont observeacutees dans les sols de la reacutegion de Kyzylorda notamment la ferme KZ2 Cela pourrait srsquoexpliquer par le fait que cette ferme se situe agrave 500 m de cultures et donc potentiellement proche drsquoune source de pollution aux pesticides Cependant les fermes CH1 et CH2 de la reacutegion du Sud Kazakhstan sont elles aussi proches de zones de culture et les valeurs observeacutees pour cette reacutegion ne semblent pas indiquer de contamination des sols excessive par rapport par exemple agrave la reacutegion drsquoAtyraou moins cultiveacutee Or lrsquoorientation des vents dominants du Sud Kazakhstan indiquent que ces deux fermes

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sont susceptibles de recevoir des reacutesidus de polluants si les agriculteurs voisins en utilisent (Le Guillou 2009) Aussi lrsquoagriculture locale nrsquoutilise peut ecirctre pas de pesticides organochloreacutes ou agrave de faibles quantiteacutes Nous manquons de donneacutees sur les pratiques agricoles agrave proximiteacute des fermes eacutechantillonneacutees pour pouvoir confirmer ou infirmer ces suppositions Par ailleurs il nrsquoexiste aucune norme internationale quant agrave la teneur maximale toleacutereacutee en pesticides dans les sols Selon la Ministegravere de la Sante de la Russie les teneurs de γ-HCCH HCCH et DDT sont de 01 mgkg dans le sol

Les teneurs en pesticides dans lrsquoeau sont majoritairement tregraves infeacuterieures agrave

celles des normes internationales admises de 0001 ppb (Fabre et al 2005) et agrave celles habituellement observeacutees dans la litteacuterature En effet une eacutetude meneacutee sur lrsquoeau potable en Ukraine a reacuteveacuteleacute des teneurs en γ-HCH de 05 ppb et en DDT de 16 ppb (Tsvilihovskii et al 2004 citeacutes par Liliana 2007) Aydin et al (1999) (citeacutes par Liliana 2007) ont trouveacute des teneurs comparables dans lrsquoeau potable dIstanbul en Turquie pour le DDT 04 ppb Une eacutetude conduite par lrsquoUNEP en 2003 sur lrsquoaffluent Olt en Roumanie a deacuteceleacute 015 ppb drsquo α-HCH Dans lrsquoOceacutean Arctique agrave lrsquoouest (60 m de profondeur) α-HCH et γ-HCH ont eacuteteacute deacutetecteacutes en moyenne agrave des teneurs de 242 plusmn 023 ppb et 047 plusmn 011 ppb respectivement La concentration du γ-HCH nrsquoest pas changeacutee avec la profondeur (Jantunen et Bidleman 1998) En Chine les concentrations du DDTs (62 ppb) et HCHs (180 ppb) ont eacuteteacute releveacutees dans lrsquoeau mais eacutetaient infeacuterieures aux limites admises dans ce pays (1000 ppb pour DDTs et 5000 ppb pour HCHs) Chen et al (2008) ont obtenu des teneurs importantes soient 1398 ppb de DDT et 14642 ppb de HCHs dans lrsquoeau agrave Peacutekin

Ainsi les valeurs pour lrsquoeau de la litteacuterature sont bien supeacuterieures aux nocirctres Ceci pourrait srsquoexpliquer par le fait que les POP eacutetant pratiquement insolubles dans lrsquoeau (Liliana 2007) on ne les retrouve pas ou tregraves peu dans lrsquoeau Drsquoautre part certains des eacutechantillons mis en bouteille de verre agrave lrsquoabri de la lumiegravere ont eacuteteacute conserveacutes plus drsquoune anneacutee avant analyse or dans lrsquoeau les isomegraveres du DDT srsquoeacutevaporent tregraves rapidement (FAO 2005) Ainsi les reacutesultats pourraient ecirctre biaiseacutes et ne reflegraveteraient donc pas fidegravelement la reacutealiteacute Une autre explication avanceacutee par Sibali et al (2009) est que les faibles quantiteacutes de meacutetabolites du DDT suggegraverent une contamination reacutecente en DDT de lrsquoeau Mais cette hypothegravese ne semble pas correspondre ici car la pollution aux pesticides dans les reacutegions du Sud Kazakhstan et de Kyzylorda remonte agrave plusieurs dizaines drsquoanneacutees durant la peacuteriode sovieacutetique Cependant nos reacutesultats semblent trop diffeacuterents de ceux de la litteacuterature pour ecirctre totalement fiables

Les valeurs moyennes observeacutees dans les plantes sont assez proches pour chacun des pesticides entre les quatre reacutegions ce qui laisse penser que la contamination des plantes est homogegravene sur lrsquoensemble des reacutegions eacutetudieacutees De plus on pourrait srsquoattendre agrave ce que se soit les veacutegeacutetaux des reacutegions cultiveacutees du Sud Kazakhstan et de Kyzylorda qui soient les plus contamineacutes or ce nrsquoest pas le cas Dans les eacutechantillons de plantes drsquoAtyrau les teneurs maximales de 5 pesticides ont eacuteteacute deacutetecteacutees Trois hypothegraveses peuvent ecirctre avanceacutees soit il nrsquoy a aucun lien entre la pollution de lrsquoair et du sol et celles des plantes soit les pesticides eacutetudieacutes ont pratiquement disparu depuis leur utilisation soit les pesticides eacutetudieacutes nrsquoont pas eacuteteacute les plus utiliseacutes dans ces reacutegions La consommation des plantes est la principale source de pesticides pour expliquer le passage aux vaches plutocirct que le sol (Willett et al 1993) Dans nos eacutechantillons de fourrage le DDT et ses deacuteriveacutes sont plus eacuteleveacutes que dans le sol Leurs quantiteacutes sont encore plus faibles dans les eacutechantillons drsquoeau Cela signifie que les reacutesidus de pesticides peuvent ecirctre eacutegalement drsquoorigine atmospheacuterique et donc inhaleacutes par les animaux

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En moyenne les quantiteacutes mesureacutees dans nos eacutechantillons de lait sont infeacuterieures ou eacutegales aux normes internationales de lrsquoOMS et kazakhes (005 ppm) Dans le lait et produits laitiers les limites admises des teneurs en HCH sont lt005 mgkg et en DDT lt001 mgkg (Agence de Controcircle Sanitaire de Russie 1984) La teneur admissible du β-HCH dans le lait de vache agrave lrsquoUE est 0003 ppm (Ronchi et Danielli 2008) Cependant dans lrsquoeacutechantillon de Sud Kazakhstan la teneur du 44 ndash DDT srsquoest aveacutereacutee deux fois plus eacuteleveacutee que les normes internationales et dix fois plus qursquoen Russie Ce qui peut ecirctre ducirc agrave lrsquoagriculture intensive pratiqueacutee dans cette reacutegion Losada et al (1996) ont mesureacute des teneurs en DDT total et en HCH total dans le lait en Espagne de 00003 agrave 0017 ppm et 00015 agrave 00039 ppm respectivement Nos reacutesultats sont supeacuterieurs pour le DDT total dans le lait dans toutes les reacutegions sauf celle de Kyzylorda et supeacuterieurs pour le HCH total dans le lait dans les reacutegions drsquoAlmaty et drsquoAtyraou Hute et al (1999) (citeacutes par Liliana 2007) ont observeacute des valeurs de 00012 agrave 0122 ppm pour le DDT total et de 00065 agrave 0081 ppm pour le HCH total dans des laits de Roumanie En 2008 Konuspayeva et al nrsquoavaient pas deacutetecteacute de DDT dans le lait de chamelle et seulement des traces drsquoHCH (000044 plusmn 000019 ppm) or dans notre eacutetude quatre eacutechantillons de lait contiennent du DDT Waliszewski et al (1997) ont rapporteacute les teneurs moyennes suivantes du HCH et DDT dans le lait de vache 0094 et 0159 ppm et dans le beurre 0093 et 0049 ppm (Kampire et al 2011) La teneur du DDT est ainsi presque au mecircme niveau que nos donneacutees contrairement au HCH Dans une autre eacutetude les teneurs moyennes (en ppm) dans le lait de vache pasteuriseacute ont eacuteteacute α-HCH = 0015 β-HCH = 0039 DDT + meacutetabolites = 0067 (Martinez et al 1997) Si la teneur du α-HCH (0021ppm) dans nos eacutechantillons eacutetait leacutegegraverement eacuteleveacutee la teneur du β-HCH eacutetait tregraves basse (0002 ppm) par rapport agrave ces donneacutees

Les teneurs en pesticides du lait dans nos eacutechantillons sont tregraves heacuteteacuterogegravenes drsquoune reacutegion agrave lrsquoautre Il existe en effet une grande variabiliteacute entre les niveaux de contamination environnementale de chaque reacutegion La reacutegion qui semble la plus pollueacutee pour le lait est Atyraou (Konuspayeva et al 2011) et mecircme drsquoailleurs pour les eacutechantillons de lait maternel (Hooper et al 1998) Ceci peut ecirctre ducirc agrave lrsquoextraction du peacutetrole Il apparaicirct ne pas y avoir de lien eacutevident entre les contaminations de lrsquoenvironnement et du lait Mais les reacutesultats semblent indiquer une liaison entre une contamination des veacutegeacutetaux et celle du lait pour deux pesticides le γ-HCH et le 44-DDD

Dans le lait maternel preacuteleveacute sur les femmes pregraves de la mer Aral (Karakalpakstan Ouzbeacutekistan) les moleacutecules de β-HCH et pp-DDE ont eacuteteacute deacutetecteacutes agrave un niveau eacuteleveacute agrave raison de 1000 ngg de graisse (Ataniyazova et al 2001 Beth et al 1999 Hooper et al 1997) Ennaceur et al (2008) ont rapporteacute des teneurs eacuteleveacutees en ppo -DDT (1931 ngg) et selon Hooper et al (1997) en pp-DDT (300 ngg lipide dans le lait maternel) La teneur du DDT (1730 ngg lipide) est deux fois plus eacuteleveacutee dans le lait maternel au Kazakhstan qursquoen Europe (Lutter et al 1998) La concentration moyenne du β-HCH dans le lait maternel au Kazakhstan (1994) eacutetait de 2210 ngg lipide ce qui est plus eacuteleveacute qursquoen Europe (200 ngg lipide) (Hooper et al 1998 Lutter et al 1998) A cause de lrsquoutilisation du HCH comme insecticide au Japon et en Chine sa teneur dans le lait maternel agrave eacuteteacute deacutetecteacutee agrave hauteur de 6500 ngg lipide (Jensen et Slorach 1991) En Tunisie Ennaceur et al (2008) ont releveacute du β-HCH (42 ngg) dans le lait maternel En geacuteneacuteral les teneurs des pesticides sont plus eacuteleveacutees dans le lait maternel de zone rurale qursquoen zone urbaine ce qui laisse penser que cela est ducirc agrave lrsquoutilisation intensive dans lrsquoagriculture (Lederman 1996 Ennaceur et al 2008)

Cok et al (1999) et Burgaz et al (1995) ont montreacute que la quantiteacute de polluants dans le lait maternel se trouve dans lrsquoordre suivant DDTs gt HCHs gt HCB (citeacute par Behrooz et al 2009) Dans nos eacutechantillons les HCHs sont en quantiteacute leacutegegraverement plus

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que les DDTs En premier lieu cela peut ecirctre ducirc au changement de la quantiteacute des pesticides utiliseacutes agrave des niveaux diffeacuterents selon les saisons (Lederman 1996) Si en mars le pprsquo-DDT nrsquoeacutetait pas deacutetecteacute dans le lait de vache en juin il en a eacuteteacute trouveacute 10-90 microgl De la mecircme maniegravere en juin γ-HCCH (2-30 microgl) et α-HCCH (2-110 microgl) ont eacuteteacute deacutetecteacutes alors qursquoen mars ont eacuteteacute retrouveacutes 65 microgl de γ-HCCH et aucune trace de α-HCCH Les reacutesidus de pesticides organochloreacutes ont eacuteteacute plus eacuteleveacutes dans le lait de vache et buffle en hiver par rapport aux autres saisons (John et al 2001) En second lieu il srsquoagit de la physiologie qui est diffeacuterente drsquoune espegravece agrave lrsquoautre

Les reacutesultats suggegraverent qursquoil existe une certaine homogeacuteneacuteiteacute des teneurs en

pesticides dans le shubat entre chacune des reacutegions celui-ci apparaissant contamineacute de la mecircme faccedilon dans les diffeacuterentes reacutegions Ceci semble indiquer qursquoil nrsquoy a pas de lien entre la contamination de lrsquoenvironnement et celle du shubat dans les conditions de notre eacutetude En outre la variabiliteacute pour un mecircme pesticide entre deux reacutegions semble avoir diminueacute La teneur du shubat en 44-DDT des reacutegions du Sud Kazakhstan et drsquoAlmaty est identique 0 ppm alors que pour le lait une diffeacuterence de lrsquoordre de plus de 15 fois a eacuteteacute observeacutee Selon les reacutesultats de la litteacuterature les teneurs de pesticides doivent ecirctre plus eacuteleveacutees dans les produits transformeacutes

IV42 Les relations entre matrices

Il semble que le lait et le shubat contiennent en moyenne des concentrations moins eacuteleveacutees que le sol et les plantes Il convient de rappeler ici que le comportement du chameau au pacircturage peut en partie expliquer du moins lrsquoabsence de lien entre contamination du sol et celle des produits laitiers en fin de chaicircne alimentaire Cependant aucune conclusion ne peut-ecirctre tireacutee eacutetant donneacute le faible nombre drsquoeacutechantillons analyseacutes Drsquoautre part les valeurs du shubat sont soient eacutegales soient infeacuterieures agrave celles du lait le shubat paraissant degraves lors moins contamineacute que le lait Lrsquoeacutechantillon de shubat de la ferme DB drsquoAlmaty contient quatre pesticides dont le 44-DDD agrave une concentration de 0065 ppm qui est leacutegegraverement eacuteleveacutee par rapport aux normes internationales et kazakhes Par ailleurs le seul pesticide preacutesent dans toute la chaicircne alimentaire est lrsquoα-HCH et ce agrave des concentrations souvent supeacuterieures agrave celles des six autres pesticides Degraves lors il semble que ce pesticide ait soit eacuteteacute utiliseacute en plus grande quantiteacute que ces homologues soit qursquoil se deacutegrade moins vite dans lrsquoenvironnement La deuxiegraveme hypothegravese semble ecirctre veacuterifieacutee puisque les isomegraveres drsquoHCH sont connus pour tregraves peu srsquoeacutevaporer et entre tous les isomegraveres du HCH crsquoest lrsquoα-HCH qui possegravede la demi-vie la plus grande (FAO 2005) Quant agrave la premiegravere hypothegravese aucune donneacutee nrsquoa pu ecirctre trouveacutee dans la litteacuterature quant aux quantiteacutes utiliseacutees pour chacun des pesticides au Kazakhstan Les pesticides β-HCH γ-HCH 24-DDD et 44-DDD ne sont preacutesents qursquoagrave lrsquoeacutetat de laquo traces raquo dans la chaicircne alimentaire ce qui laisse penser qursquoils ont soit eacuteteacute faiblement utiliseacutes soit qursquoils se deacutegradent rapidement dans lrsquoenvironnement Or les eacutetudes meneacutees sur le DDT et ses meacutetabolites montrent que ces pesticides persistent plus de 15 ans en reacutegion steppique (FAO 2005) Ainsi lrsquohypothegravese drsquoune faible utilisation de ces types de pesticides semble pouvoir ecirctre avanceacutee Ce sont les plantes qui contiennent le plus de diffeacuterents types de pesticides degraves lors elles semblent plus sensibles agrave ce type de POP Quant agrave lrsquoeau les valeurs ne reflegravetent peut-ecirctre pas la reacutealiteacute et des preacutecautions doivent donc ecirctre prises pour leur interpreacutetation Le fait qursquoil nrsquoy ait pas ou tregraves peu de pesticides peut srsquoexpliquer par le fait que la concentration en pesticide ait eacuteteacute infeacuterieure agrave la limite minimale deacutetectable De plus les teneurs dans le sol et les plantes sont en moyenne plus eacuteleveacutees que dans les trois autres matrices Ainsi ceux-ci semblent avoir la capaciteacute de concentrer plus de types de pesticides et en plus grande quantiteacute Or dans la

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litteacuterature les eacutetudes suggegraverent qursquoil y a une accumulation tout au long de la chaicircne alimentaire (Van Der Werf 1996) Nos reacutesultats ne semblent pas en adeacutequation avec ceux observeacutes habituellement Enfin les deux reacutegions les plus pollueacutees aux pesticides semblent ecirctre le Sud-Kazakhstan et Kyzylorda ce qui paraicirct logique aux vues des zones drsquoutilisation de ces POP Limites de lrsquoeacutetude

Il existe un certain nombre de limites agrave cette eacutetude des limites dans les zones drsquoeacutetude dans lrsquoeacutechantillonnage et dans la meacutethode drsquoanalyse des pesticides Tout drsquoabord eacutetant donneacute le faible nombre drsquoeacutechantillons et lrsquoeacutetendue de la zone drsquoeacutechantillonnage les reacutesultats ne sont statistiquement pas interpreacutetables Ainsi pour eacutetudier rigoureusement les teneurs en pesticides dans la chaicircne alimentaire il aurait eacuteteacute preacutefeacuterable drsquoeacutetudier quelques fermes drsquoune seule reacutegion et reacutealiser une dizaine de preacutelegravevements pour chaque matrice de lrsquoenvironnement (sol eau plantes) agrave diffeacuterents endroits et ce dans chaque ferme

Un seul eacutechantillon de chaque matrice environnementale nrsquoest pas repreacutesentatif de lrsquoensemble du territoire pacirctureacute par les chameaux les reacutesultats ne repreacutesentent donc pas toutes les variabiliteacutes possibles en termes de concentration en pesticides En effet les fourrages eacutechantillonneacutes ont eacuteteacute preacuteleveacutes agrave un seul endroit dans chaque ferme ils ne sont donc pas caracteacuteristiques de lrsquoensemble de lrsquoalimentation des chameaux espegravece qui se deacuteplace sur de longues distances pour se nourrir Pour les preacutelegravevements de sol drsquoeau et de plantes une meacutethode drsquoeacutechantillonnage scientifique doit ecirctre utiliseacutee par exemple la meacutethode des transects De plus le shubat preacuteleveacute nrsquoest pas issu du lait correspondant preacuteleveacute puisqursquoil faut au moins 24h pour que la fermentation ait lieu Il faudrait donc preacutelever le premier jour le lait de chacune des fermes puis le lendemain les shubat leur correspondant Ainsi les liens entre les teneurs des pesticides dans la chaicircne alimentaire pourraient ecirctre eacutetudieacutes rigoureusement Par ailleurs les systegravemes drsquoeacutelevage eacutetant diffeacuterents drsquoune ferme agrave lrsquoautre (intensif ou extensif) les animaux ne consomment pas les mecircme veacutegeacutetaux ce qui peut-ecirctre un facteur non neacutegligeable de variabiliteacute dans lrsquoexposition des animaux aux pesticides En outre il faudrait connaicirctre avec preacutecision les sources de pollution aux pesticides dans les environs de chaque ferme et analyser une ferme non contamineacutee (sol eau plantes) afin drsquoobserver les diffeacuterences

Enfin les meacutethodes de dosage des pesticides diffegraverent eacutenormeacutement dans la

litteacuterature et il nrsquoexiste aucune technique standard pour analyser les pesticides Degraves lors la comparaison de reacutesultats entre diffeacuterentes eacutetudes devient probleacutematique

IV5 Les bacteacuteries lactiques et leur rocircle dans la deacutetoxification

Les consommateurs reacuteguliers de lait de chamelle frais ou fermenteacute attribuent agrave ces

produits la capaciteacute de diminuer les risques drsquoempoisonnement et drsquointoxication y compris par exemple par les produits radioactifs Il existe au demeurant relativement peu drsquoeacutetudes seacuterieuses attestant de la veacuteraciteacute de ces effets Qursquoen est-il des risques drsquointoxication au plomb

IV51 Inventaire des bacteacuteries lactiques dans le lait de chamelle et le shubat

Grillet (2006) a isoleacute 178 souches de bacteacuteries agrave partir de 36 eacutechantillons de lait de chamelle et de shubat de 4 reacutegions de Kazakhstan et dans notre eacutetude nous avons

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isoleacute 138 souches agrave partir de 25 eacutechantillons laitiers La plupart des souches isoleacutees sont des coques ce qui est en accord avec les travaux de Grillet (2006) et de Kacem et al (2002) Cette preacutepondeacuterance des coques et en particulier celle des enteacuterocoques est sans nul doute le fait de la plus grande reacutesistance de ces souches aux conditions deacutefavorables car les eacutechantillons ont eacuteteacute preacuteleveacutes puis conserveacutes au froid puis congeleacutes pour ecirctre transporteacutes par avion jusqursquoagrave Montpellier avec des possibles ruptures de la chaine du froid Cependant la preacutepondeacuterance des coques lactiques dans la microflore du lait de chamelle a deacutejagrave eacuteteacute deacutecrite par de nombreux auteurs Les travaux de Khedid et al (2009) ont mis en eacutevidence la preacutesence majoritaire de Lactobacillus et de Lactococcus Les espegraveces dominantes eacutetaient Lactococcus lactis subsp lactis (175) Lactobacillus helveticus (10) Streptococcus salivarius subsp thermophilus (92) Lactobacillus casei subsp casei (58) Lactobacillus plantarum (5) et Leuconostoc mesenteroides subsp mesenteroides (42) Pour Zadi-Karam et Karam (2005) apregraves avoir analyseacute huit eacutechantillons de lait cru de chamelle provenant de huit animaux diffeacuterents dans cinq fermes des reacutegions de Timimoune et Beacutechar (Sud-ouest algeacuterien) il y avait autant de souches de lactocoques que drsquoenterocoques (346 ) Les lactocoques eacutetaient repreacutesenteacutes par Lc lactis ssp diacetylactis (284 ) Lc lactis ssp cremoris (49 ) et Lc lactis ssp lactis (12 ) Le genre Leuconostoc (123 ) eacutetait repreacutesenteacute par Leuconostoc lactis (74 ) et Leuconostoc dextranicum (49 ) Les souches de Lactobacillus plantarum constituaient 185 des bacteacuteries lactiques isoleacutees Enfin la preacutesence drsquoenteacuterocoques peut aussi avoir pour origine de mauvaises conditions drsquohygiegravene pendant la traite (Khedid et al 2009 Martin and Mundt 1972 citeacute par Stiles et Holzapfel 1997) Pour de nombreux auteurs la preacutesence drsquoenteacuterocoques teacutemoigne de possibles contaminations feacutecales et constitue donc un risque pour la santeacute des consommateurs car bien que ces souches soit connues pour leur faible virulence elles posent de graves problegravemes de santeacute dus agrave leacutemergence de nombreuses souches antibioreacutesistantes par exemple des souches drsquoE faecalis (Giraffa et al 2000 citeacute par Khedid et al 2009) Cependant il ne faut pas omettre le rocircle positif de ces coques lactiques dans lrsquoeacutelaboration des la qualiteacute des produits laitiers fermenteacutes Les proprieacuteteacutes proteacuteolytiques de ces souches conduisent agrave partir des caseacuteines agrave la libeacuteration drsquoacides amineacutes preacutecurseurs des moleacutecules impliqueacutees dans la flaveur des fromages (Mc Sweeny and Fox 1997 Urbach 1995 citeacute par Khedid et al 2009) Les enteacuterocoques produisent des enteacuterocines qui ont une activiteacute inhibitrice speacutecifique contre certaines bacteacuteries pathogegravenes (Sabia et al 2002) Il a eacuteteacute eacutegalement rapporteacute que E faecalis produisait des bacteacuteriocines anti-listera dans le lait et le fromage Les enteacuterocoques contribuent significativement au deacuteveloppement des proprieacuteteacutes organoleptiques du fromage mature (Litopoulou-Tzanetaki 1990) Les enteacuterocoques ont un effet beacuteneacutefique sur la croissance drsquoautres bacteacuteries lactiques du agrave leur activiteacute proteacuteolytique intense qui favorise la production de gaz par les souches de Leuconostoc et la production drsquoacide lactique par les lactocoques ce pourquoi les enteacuterocoques sont utiliseacutes tregraves souvent dans la production de fromages dans les pays Meacutediterraneacuteens (Macedo et al 1995) Les Leuconostocs sont des bacteacuteries lactiques heacuteteacuterofermentaires utiliseacutees en industrie laitiegravere pour leur capaciteacute agrave produire du CO2 et des composeacutes drsquoarocircme gracircce au co-meacutetabolisme du citrate et du lactose (Levata-Jovanovic et Sandine 1996 citeacute Zadi-Karam et al 2011)

IV52 Fixation du Pb et du Cd par les souches de bacteacuteries lactiques isoleacutees

Nous avons mis au point un test qualitatif sur milieu geacuteloseacute qui nous a permis de mettre en eacutevidence la capaciteacute plus ou moins grande des souches de bacteacuteries lactiques agrave fixer le Pb ou le Cd La majoriteacute des 118 souches testeacutees (949) ont

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cultiveacute sur les milieux de culture additionneacutes de Pb ou de Cd Parmi elles 36 des souches testeacutees ont montreacute une capaciteacute agrave fixer le Pb ou le Cd et 9 les deux meacutetaux (Akhmetsadykova et al 2011) Peu de donneacutees sont disponibles relatives agrave la sensibiliteacute des bacteacuteries lactiques vis-agrave-vis du Pb et du Cd Il semble cependant que lrsquoabsence de croissance de certaines des souches testeacutees soit drsquoavantage due agrave une mauvaise revivification des souches congeleacutees qursquoun effet antimicrobien du Pb et du Cd Le faible pourcentage de souches montrant une capaciteacute de fixation selon ce test renseigne sur sa faible sensibiliteacute car selon la litteacuterature toutes les bacteacuteries du fait de la preacutesence et de la composition de leur paroi sont susceptibles de fixer des meacutetaux lourds Sans pouvoir quantifier preacuteciseacutement cette capaciteacute le test pourrait permettre de classer les diffeacuterentes souches testeacutees en fonction de leur capaciteacute de fixation plus ou moins importante en relation avec lrsquoimportance du halo autour des stries de culture microbienne car selon notre hypothegravese la taille du halo teacutemoigne de la diminution de la concentration en meacutetal autour de la strie Lrsquoabsence de halo ne signifiant pas obligatoirement lrsquoabsence de capaciteacute de fixation des deux meacutetaux testeacutes car cette proprieacuteteacute est soumise agrave des modulations diverses A lrsquoinverse lrsquoobservation drsquoun grand halo autour des stries teacutemoigne drsquoune grande capaciteacute de fixation (biosorption)

La biosorption pouvant ecirctre le fait de bacteacuteries biologiquement actives ou passives quand le meacutetal se fixe sur la paroi des bacteacuteries (sorption) voire des composeacutes produits par les bacteacuteries (complexation) De fait ce test ne renseigne pas drsquoavantage sur les processus de biosorption car il y a contact entre des bacteacuteries vivantes en quantiteacute de biomasse importante et les ions meacutetalliques

Concernant le test reacutealiseacute avec de la biomasse segraveche il nrsquoa mis en eacutevidence que

la capaciteacute de sorption des souches qui est influenceacutee par le pH la tempeacuterature la force ionique la quantiteacute de biosorbant la taille du biosorbant la concentration de la solution initiale et la vitesse drsquoagitation (Vijayaraghavan et Yeoung-Sang 2008) Cette capaciteacute varie aussi selon les espegraveces et les souches bacteacuteriennes comme nous avons pu le constater dans cette eacutetude dans laquelle la souche SH1M6N1 (Leuconostoc mesenteroides) est capable de fixer plus 38 mg de Pb par gramme de biomasse segraveche alors que dans les mecircmes conditions la souche SH2M3N2 (Enterococcus durans) nrsquoen fixait que 22 mgg de biomasse 60 moins

Lrsquoinfluence du pH est aussi tregraves forte (Kulczycki et al 2002 Kapoor et al 1999 Yan et Viraraghavan 2003 Feng et Aldrich 2004) car la valeur du pH deacutetermine la compeacutetition pour les sites de fixation chargeacutes neacutegativement entre les cations de meacutetaux lourds et les protons (H+) (Huang et al 1991) Bien que Halttunen et al (2007) mais aussi Fein et al (1997) Pardo et al (2003) Puranik and Paknikar (1999) Mrvcic et al (2009) aient rapporteacute que la fixation eacutetait plus eacuteleveacutee pour le Pb et le Cd quand le pH eacutetait proche de la neutraliteacute nous avons choisi de reacutealiser le test agrave pH 5 pour se rapprocher du pH moyen du lait lors de la fermentation Compte tenu du contexte de cette eacutetude nous nrsquoavons pas testeacute in vitro lrsquoeacuteventuel deacutesorption du Pb par la biomasse aux pH acides que rencontrent les bacteacuteries lactiques lors du transit intestinal comme cela est citeacute dans la litteacuterature (Mrvcic et al 2009)

Lors du test in vitro la suspension de biomasse bacteacuterienne dans les solutions de Pb a eacuteteacute incubeacutee agrave 37degC qui est une tempeacuterature pas trop eacuteloigneacutee de celles mises en œuvre pour les fermentations mais crsquoest aussi la tempeacuterature corporelle humaine Lrsquoinfluence de ce paramegravetre sur la fixation du Pb et du Cd par de la biomasse bacteacuterienne segraveche est discuteacutee Pour certains auteurs son influence serait pratiquement nulle (Halttunen et al 2007 Puranik et Paknikar 1999 Cho et Kim 2003) Pour drsquoautres (Mrvcic et al 2009a Halttunen et al 2003 Mrvcic et al 2009) lrsquoaugmentation de la tempeacuterature influence la stabiliteacute du complexe meacutetal-microorganisme qui deacutepend des sites de biosorption de la configuration de la paroi

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cellulaire du microorganisme et de lrsquoionisation de fractions chimiques de la paroi cellulaire Une tempeacuterature eacuteleveacutee fait habituellement augmenter la sorption due agrave lrsquoaugmentation de lrsquoactiviteacute de surface et de lrsquoeacutenergie kineacutesique de la solution (Vijayaraghavan et Yeoung-Sang 2007) Cependant une tempeacuterature eacuteleveacutee peut aussi endommager physiquement le biosorbant (Vijayaraghavan et Yeoung-Sang 2008) Lrsquoinfluence de ce paramegravetre serait agrave prendre en compte et agrave eacutetudier dans les situations qui neacutecessiteraient le refroidissement du lait et du Shubat

La fixation de meacutetaux lourds par des bacteacuteries vivantes est influenceacutee par la tempeacuterature drsquoincubation qui deacutetermine le niveau du meacutetabolisme bacteacuterien et en particulier des meacutecanismes de transports actifs (Hao et al 1999 Halttunen 2007)

Pour notre test nous avons fixeacute la dureacutee de contact entre la biomasse et le Pb agrave 1 heure Crsquoest une dureacutee relativement courte comparativement agrave la dureacutee de la fermentation du lait de chamelle et du temps de stockage du shubat Lrsquoeffet de la dureacutee drsquoincubation nrsquoapparait pas constant celle-ci pouvant ne pas avoir drsquoeffet ou avoir des effets contradictoires selon les souches de bacteacuteries lactiques Halttunen et al (2007) ont rapporteacute qursquoapregraves une incubation de 5 min la fixation du Cd (10 mgl pH 6) et Pb (50 mgl pH 5) srsquoest situeacutee entre 618 plusmn 33 ndash 88 plusmn 3 et 302 plusmn 79 ndash 93 plusmn 19 respectivement Mais dans le cas de Lb casei shirota la fixation du Cd est augmenteacutee de 618 plusmn 33 apregraves 5 min et jusquagrave 745 plusmn 33 apregraves 4 h A lrsquoinverse il est constateacute avec Lb fermentum ME3 une diminution de 812 plusmn 53 apregraves 5 min et jusquagrave 622 plusmn 34 apregraves 4 h

La taille du biosorbant joue aussi un rocircle vital dans la biosorption Les particules plus petites ont proportionnellement une surface plus eacuteleveacutee (Volesky 2001) ce qui est le cas des coques en accord avec la forte repreacutesentation de coques parmi les souches les plus fixatrices La force ionique influence lrsquoadsorption de meacutetal sur la surface de la biomasse (Daughney and Fein 1998 Borrok and Fein 2005 Vijayaraghavan et Yeoung-Sang 2008) La force ionique de la solution aqueuse de Pb lors du test reacutealiseacutee est sans aucun doute eacuteloigneacutee de celle du lait et du Shubat qui sont des aliments tregraves mineacuteraliseacutes et riches en micro particules (micelles) La preacutesence drsquoautres cations peut reacuteduire la fixation du Cd (Pb et Zn par exemple) et Pb (Fe pour la fixation du Pb) par Lb longum 46 et L fermentum ME3 (Halttunen et al 2008)

La concentration du meacutetal joue aussi un rocircle important dans la fixation Le pourcentage de fixation de Pb et Cd par les bacteacuteries lactiques a diminueacute avec lrsquoaugmentation de la concentration de ces eacuteleacutements Nos reacutesultats en la matiegravere sont en accord avec ceux drsquoHalttunen (2007) qui a montreacute qursquoaux basses concentrations (001et 1mgl) les souches de bacteacuteries lactiques eacutetaient capables de fixer en grande proportion le Cd (99) et le Pb (97) La diminution du pourcentage de la fixation de Pb avec lrsquoaugmentation de la concentration du meacutetal observeacutee dans notre eacutetude indique une saturation des sites de fixation Les teneurs en plomb mesureacutees dans le lait de chamelle et le shubat lors de cette eacutetude sont faibles ce qui laisse penser que la biomasse lactique produite lors de la fermentation (plusieurs centaine de mg de biomasse par litre) du lait de chamelle en Shubat serait suffisamment importante pour fixer la presque totaliteacute du plomb preacutesent dans le lait A contrario la population lactique du lait cru pourrait ne pas suffire

Il existe diffeacuterentes voies pour ameacuteliorer et augmenter la capaciteacute de fixation de biosorbents comme la modification chimique (Vijayaraghavan et Yeoung-Sang 2007 Selatnia et al 2004 Goumlksungur et al 2005 Bai et Abraham 2002) geacuteneacutetique (Bae et al 2000) et techniques de lrsquoimmobilisation (Volesky 2001)

Une diminution dans la fixation du Pb et du Cd a ainsi eacuteteacute observeacutee chez les bacteacuteries modifieacutees chimiquement par rapport agrave celle de la nature Par exemple la

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fixation du Cd par Lb fermentum ME3 est augmenteacutee leacutegegraverement apregraves la meacutethylation de groupes carboxyles La fixation apregraves le traitement de groupes phosphoryles srsquoest reacuteveacuteleacutee plus faible qursquoapregraves la meacutethylation de groupes carboxyles (Kapoor et Viraraghavan 1997 Halttunen 2007) Cela signifie que les modifications chimiques neutralisent la charge neacutegative des groupes carboxyle et phosphoryle et reacuteduisent la fixation du Pb et du Cd Les traitements physiques possibles sont chauffage eacutebullition congeacutelation deacutecongeacutelation seacutechage et lyophilisation (Wang et Chen 2009) Lrsquoeacutebullition nrsquoa pas eu drsquoeffet sur la capaciteacute de la fixation maximale du Pb et Cd (Halttunen 2007) La lyophilisation de bacteacuteries lactiques peut mener agrave la deacuteteacuterioration partielle de la paroi cellulaire et conduire agrave lrsquoaugmentation de la quantiteacute de sites de fixation accessibles nous aurions alors surestimeacute la capaciteacute de fixation des souches eacutetudieacutees

IV53 Test physiologique (in vivo) et analyses des organes cibles

Nous avons choisi drsquoutiliser des femelles cobayes car les femelles rats et souris montrent une accumulation du Pb significativement plus eacuteleveacutee que les macircles (Schroeder et al 1964 Donald et al 1987)

Plusieurs eacutetudes sont disponibles sur la deacutetoxification de lrsquoeau et des aliments par lrsquoutilisation de diffeacuterents microorganismes (Halttunen et al 2007 Ibrahim et al 2006) Plusieurs expeacuteriences ont eacuteteacute reacutealiseacutees avec des animaux de laboratoire pour eacutetudier la distribution du Pb in vivo par voie orale lrsquoinhalation ou lrsquoinjection (Smith et al 1992 Rader et al 1981 Castellino et Aloij 1969 Dallak 2009) Mais il nrsquoy peu drsquoeacutetudes sur lrsquointeraction des bacteacuteries lactiques et les meacutetaux lourds in vivo et leur influence sur la reacutetention ou lrsquoeacutelimination du Pb et encore moins dans les aliments dont les produits laitiers

Lrsquohypothegravese qui a preacutevalu agrave cette eacutetude eacutetait que des bacteacuteries lactiques fixatrices de Pb pouvait combiner ce meacutetal et empecirccher son passage des voies digestives vers drsquoautres organes en particulier les organes cibles Dans cette hypothegravese le Pb fixeacute par les bacteacuteries lactiques serait excreacuteteacute dans les selles fixeacutees par des bacteacuteries integravegres voire mecircme vivantes Cette hypothegravese est justifieacutee par les eacutetudes anteacuterieures qui ont montreacute que ces bacteacuteries pouvaient passer le tube gastro-intestinal et restaient vivantes (Corcoran et al 2007 Guerra et al 2007 Lambert et Hull 1996 Takahashi et al 2004 Duez et al 2000 Rochet et al 2008 Su et al 2007) La reacutesistance des bacteacuteries aux conditions du tube digestif deacutepend du type de souche Berrada et al (1991) ont montreacute que deux souches diffeacuterentes de Bifidobacterium de deux laits fermenteacutes diffeacuterents ont des niveaux de reacutesistance variable aux conditions gastro-intestinales simuleacutees in vitro Une souche a surveacutecu pendant 90 min et lrsquoautre souche srsquoest aveacutereacutee beaucoup moins reacutesistante Ces reacutesultats in vitro avec une diffeacuterence leacutegegravere ont eacuteteacute confirmeacutes par lrsquoeacutetude in vivo chez lrsquohomme (Berrada et al 1991) Chez des consommateurs de laits fermenteacutes le taux de Lactobacillus casei DN-114 001 survivants a eacuteteacute de 512 dans lrsquoileacuteum et de 284 dans les fegraveces (Oozeer et al 2006) Cette proprieacuteteacute semblerait srsquoexprimer drsquoavantage avec les produits laitiers fermenteacutes (Pochart et al 1992) La quantiteacute de bacteacuteries lactiquesprobiotiques dans les fegraveces est augmenteacutee apregraves lrsquoingestion de lait fermenteacute ou de yaourt et diminue apregraves arrecirct de lrsquoingestion (Rochet et al 2000 Yuki et al 1999 Collado et al 2006) Streptococcus thermophilus Lb bulgaricus and Lb casei et des Bifidobacteries ont eacuteteacute deacutenombreacutees dans les fegraveces de rats nourris de yaourt (Djouzi et al 1997)

Selon notre objectif de montrer qursquoil est possible de limiter lrsquoimpact drsquoune pollution aux meacutetaux lourds et en particulier au plomb sur la santeacute des consommateurs il eacutetait important de mesurer plus particuliegraverement la quantiteacute de Pb dans les selles des cobayes

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Les reacutesultats obtenus indiquent que la quantiteacute de Pb dans les fegraveces de groupes traiteacutees par du lait fermenteacute par des souches fixatrices additionneacute ou non de nitrate du plomb est relativement eacuteleveacutee par rapport au groupe teacutemoin et groupe Pb Une telle observation sous-entend que lrsquoutilisation de souches de bacteacuteries lactiques pour produire du lait de chamelle fermenteacute favoriserait lrsquoeacutelimination du Pb contaminant le lait de chamelle Une des limites de notre expeacuterimentation est que les mesures ont eacuteteacute effectueacutees sur un eacutechantillon de fegraveces collecteacute pendant moins de 10h agrave chaque cycle alors qursquoil aurait fallu calculer la moyenne des concentrations sur une peacuteriode de 3 jours

De plus nous nrsquoavons pas peseacute les fegraveces et en conseacutequence nous ne pouvons pas estimer les quantiteacutes totales de plomb excreacuteteacutees Enfin les mesures ayant eacuteteacute effectueacutees sur un meacutelange par lot seules les tendances peuvent ecirctre observeacutees en lrsquoabsence de la pertinence drsquoanalyses statistiques Pour ce faire il aurait fallu doser le plomb dans 10 fois plus drsquoeacutechantillons ce qui eacutetait incompatible avec notre budget

La demi-vie du Pb est de 15 agrave 2 mois (Babalola et al 2010) jusquagrave 3 mois dans certains tissus (Rabinowitz et al 1976) drsquoougrave lrsquointeacuterecirct de mesurer les teneurs en plomb des principaux organes

Le choix des diffeacuterents organes des cobayes lrsquoa eacuteteacute en relation avec les informations citeacutees dans la litteacuterature quand aux organes cibles Ainsi le traitement de rats jeunes et adultes alimenteacutes chaque jour avec une solution aqueuse de Pb a montreacute de plus fortes concentrations dans le sang le cerveau les reins et le feacutemur (Rader et al 1981) Pour Morgan et al (1977) 20 du Pb a eacuteteacute accumuleacute dans les reins de rats apregraves lrsquoinjection drsquoune solution de Pb203 et avec une demi-vie de pregraves de 100 heures Une autre eacutetude sur la distribution du Pb chez les rats albinos a montreacute que 10 du plomb seulement avait eacuteteacute stockeacute dans les reins le foie et le cerveau (Babalola et al 2010)

La concentration en Pb du sang est plus constante que celle de lrsquourine (Rabinowitz 1998) Environ 98ndash99 du Pb dans le sang est localiseacute dans les heacutematies et les leucocytes (Rabinowitz 1998 Chun-yan et Deng-jun 2011) et seulement 1ndash2 dans le plasma (Willes et al 1977)

Le sang traverse les tissus abondamment irrigueacutes aussi le Pb srsquoy concentre preacutefeacuterentiellement Certaines reacutefeacuterences ont rapporteacute que lrsquoaugmentation de la concentration du Pb dans le sang est transitoire et ne dure apregraves lrsquoexposition que quelques jours (Rabinowitz et al 1976) Au contraire Hilts et al (2001) ont montreacute que le sang eacutetait un bon indicateur de lrsquoexposition au Pb apregraves une exposition de 25-35 jours Dans notre eacutetude le sang a eacuteteacute eacutechantillonneacute apregraves 28 jours Castellino et Aloj (1964) ont montreacute qursquoune seule injection de 100 μg du Pb chez les rats amenait agrave une accumulation eacuteleveacutee de Pb dans les reins le foie et les os Dans lrsquoeacutetude de Castellino et Aloj (1964) la teneur en Pb du feacutemur de rats traiteacutes par le Pb a augmenteacute tregraves vite au deacutebut puis srsquoest ralentie

Apregraves une semaine drsquoexposition 25-30 du Pb a eacuteteacute deacutetecteacute dans les os Certaines reacutefeacuterences rapportent que plus de 90 du Pb se concentre dans les os ce pourquoi le squelette est consideacutereacute comme le meilleur indicateur de lrsquoexposition au Pb (Rabinowitz et al 1976) Il a eacuteteacute rapporteacute que la demi-vie du Pb dans les os des doigts humains eacutetait proche de 5 anneacutees

En tout cas lrsquoeacutelimination du Pb chez les rats est plus rapide que chez lrsquohomme (Hac et Krechniak 1996) Si le sang est un indicateur drsquoune exposition reacutecente aux contaminations mineacuterales les poils cheveux et ongles sont des indicateurs drsquoune exposition chronique de longue dureacutee (Kello et al 1976 Babalola et al 2005) En regard de ces informations nous devons reconnaitre que les conclusions de notre eacutetude auraient meacuteriteacute drsquoecirctre enrichies par la mesure des teneurs en Pb dans des organes non preacuteleveacutes comme les os les poils et les phanegraveres des cobayes

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Dans notre eacutetude lrsquoaccumulation du Pb dans les tissus est la conseacutequence de 28 jours drsquoexposition La distribution du Pb dans les organes de cobayes du groupe Pb est en ordre croissant rategt sanggt cœurgt poumonsgt foiegt reins Ces reacutesultats sont diffeacuterents de celles de Chun-yan et Deng-Jun (2011) ougrave apregraves le traitement de souris avec une solution de nitrate du plomb (01 ppm) la distribution du Pb est observeacutee dans lrsquoordre suivant reinsgt foiegt rategt poumonsgt cerveaugt cœur

Schroeder et al (1964) ont deacutetermineacute la quantiteacute du Pb dans les organes de 700 souris apregraves les avoir traiteacutees par 5 ppm de Cd et Pb dans de lrsquoeau buvable Un taux eacuteleveacute du Pb a eacuteteacute obtenu dans la rate et les reins (Schroeder et al 1964) Cela correspond agrave nos reacutesultats obtenus pour la rate mais pas pour les reins Cette diffeacuterence pourrait srsquoexpliquer par le mode drsquoalimentation orale qui ne permet pas de deacuteterminer la quantiteacute exacte de meacutetal ingeacutereacute par animal La quantiteacute de meacutetal absorbeacutee par lrsquoorganisme est en effet lieacutee agrave la quantiteacute drsquoaliment et drsquoeau ingeacutereacutee par les animaux

Nous avons choisi drsquoadditionner de faibles quantiteacutes de Pb (05 ppm) au reacutegime alimentaire des cobayes Un apport de Pb plus important aurait sans doute permis de mieux caracteacuteriser la distribution du Pb dans les organes et de mettre en eacutevidence le rocircle deacutetoxifiant des bacteacuteries lactiques Un apport de Pb plus important est possible sans effet fatal pour les animaux (OTuama et al 1976 Sierra et al 1992)

Chez les cobayes des correacutelations positives significatives ont eacuteteacute observeacutees entre

la teneur en Pb du cœur et de la rate La concentration du Pb dans les reins est lieacutee avec celle du sang Ce qui correspond aux reacutesultats obtenus par Smith et al (1992) qui ont montreacute la preacutesence de sites speacutecifiques qui absorbent le Pb apregraves une exposition agrave faible concentration Egalement Rader et al (1981) ont observeacute des correacutelations positives entre la teneur en Pb du sang et des reins et entre le sang et le feacutemur chez des rats ayant ingeacutereacute du Pb par lrsquoeau

La preacutesence de Pb dans les fegraveces sang et tissus de cobayes non traiteacutes par le Pb est sans nul doute du agrave la preacutesence du meacutetal dans les aliments donneacutes aux animaux (Schroeder et al 1965)

En conclusion nous pouvons dire que lrsquoapport de lait fermenteacute par des bacteacuteries lactiques plus ou moins fixatrices de Pb a diminueacute la quantiteacute totale du Pb dans lrsquoorganisme des cobayes Cela peut traduire un effet beacuteneacutefique du lait fermenteacute ouet celui des souches de bacteacuteries lactiques qui ont limiteacute lrsquoabsorption du Pb par lrsquoorganisme Ce travail a montreacute les potentialiteacutes drsquoutiliser de telles bacteacuteries qui doit ecirctre compleacuteteacute par des travaux capables de preacuteciser les processus et les conditions qui conduisent les souches de bacteacuteries lactiques agrave fixer ou agrave libeacuterer du Pb dans un environnement laitier particulier

Il nous apparait important drsquoavoir agrave eacutetudier la physiologie des diffeacuterentes souches lactiques fixatrices pour en deacuteterminer les paramegravetres de croissance (vitesse de croissance rendement en biomasse rendement en acide) la capaciteacute agrave produire des exopolysaccharides ce qui est le cas de souches de Leuconostoc mesenteroides exopolysaccharides pouvant interagir avec les meacutetaux lourds et aussi la capaciteacute drsquoadsorption par des meacutecanismes actifs

Enfin des eacutetudes in vitro dans des dispositifs expeacuterimentaux simulant les conditions rencontreacutees par les bacteacuteries lactiques pendant la fermentation et le transit dans les voies digestives devraient permettre de quantifier et modeacuteliser les eacutechanges bacteacuteriesmeacutetal

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V CONCLUSION

Ce travail a comporteacute deux grandes phases

- Une eacutevaluation environnementale des risques de pollution dans diffeacuterentes matrices en lien avec la qualiteacute du lait des chamelles produit dans des fermes situeacutees agrave proximiteacute de sites potentiellement polluants

- Une eacutevaluation du pouvoir deacutetoxifiant des bacteacuteries lactiques isoleacutees dans le lait de chamelle

Concernant la premiegravere phase cette eacutetude a permis de faire une premiegravere analyse environnementale des risques de pollution autour des drsquoeacutelevage camelin situeacutees dans 4 reacutegions du Kazakhstan Les cartes reacutealiseacutees ont permis dans une certaine mesure le suivi de lrsquoeacutetude des impacts environnementaux sur la qualiteacute du lait

La contamination du lait du shubat de lrsquoeau du sol et des plantes a varieacute selon les fermes Cependant les relations entre les concentrations en polluants dans le lait et le shubat et les concentrations dans les diffeacuterents eacuteleacutements de lrsquoenvironnement ont eacuteteacute difficiles agrave eacutetablir

La zone drsquoeacutetude eacutetant consideacuterable les sources de pollution eacutetant multiples les interactions entre matrices environnementales ont pu ecirctre mal eacutelucideacutees du fait drsquoeffets dilution dans lrsquoenvironnement et drsquoune rigueur insuffisante dans le plan drsquoeacutechantillonnage

Au final le travail reacutealiseacute dans cette premiegravere phase srsquoest heurteacute aux limites de lrsquoeacutechantillonnage le deacutepocirct majoritairement atmospheacuterique des polluants nrsquoeacutetant fort probablement pas homogegravene dans un milieu donneacute Sans doute pour obtenir des reacutesultats plus preacutecis il aurait fallu se limiter agrave une ferme proche drsquoune source unique de polluants sur la base drsquoun eacutechantillonnage spatialiseacute rigoureux des plantes et du sol Toutefois il a eacuteteacute possible drsquoobtenir un premier regard sur les risques de contamination du lait de chamelle dans des zones potentiellement pollueacutees et la situation est apparue moins catastrophique que ce qursquoon pouvait craindre au regard des constats donneacutes par les agences environnementales dans le pays

Il sera donc neacutecessaire ulteacuterieurement de deacutevelopper des protocoles de recherche se focalisant sur le meacutetabolisme des polluants dans lrsquoorganisme animal ce qui sera lrsquoobjet drsquoune future thegravese deacutejagrave engageacutee

Dans la seconde phase de ce travail les souches de bacteacuteries lactiques isoleacutees de

lait ou de shubat ont montreacutees la capaciteacute de fixer de grandes quantiteacutes de plomb Lrsquoutilisation de souches de bacteacuteries lactiques capables de fixer le plomb dans le

test in vivo chez des cobayes semblerait pouvoir faire diminuer la quantiteacute du Pb absorbeacutee par lrsquoorganisme

Lagrave aussi des protocoles plus pertinents (dureacutee de lrsquoexpeacuterimentation dose de plomb dans lrsquoalimentation choix des souches de bacteacuteries lactiques caracteacuterisation chimique et microbiologique du lait fermenteacute etc) auraient permis drsquoobtenir des effets plus marquant Lrsquoexpeacuterience acquise au cours de ce travail devrait permettre drsquoameacuteliorer de futurs essais sur ce mecircme sujet

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PERSPECTIVES

Compte tenu de nos reacutesultats qui posent beaucoup de questions plusieurs perspectives peuvent ecirctre proposeacutees

Afin de mieux eacutevaluer les risques environnementaux on peut par exemple bull Valider la valeur de lrsquoindice de pollution par des analyses des polluants agrave

diffeacuterentes distances des sources de pollution et relier ces indices agrave la qualiteacute du lait sur la base drsquoun eacutechantillonnage se limitant agrave des zones drsquoeacutelevage tregraves contamineacutees en comparaison agrave des zones non contamineacutees

bull Reacutealiser des enquecirctes de terrain pour deacuteterminer les pratiques des agriculteurs et lrsquoutilisation des pesticides

Concernant la meilleure compreacutehension des meacutecanismes drsquointoxication-

deacutetoxification on peut envisager de bull se focaliser sur le meacutetabolisme des polluants chez le chameau de

Bactriane en situation de contamination piloteacutee bull reacutealiser un nouveau test in vivo avec une quantiteacute plus eacuteleveacutee de Pb et

analyser les autres organes comme les muscles le cerveau les poils les os

bull eacutetudier la distribution des meacutetaux lourds (bacteacuteries seacuterum lipides protides) lors de la transformation du lait en shubat

bull une eacutetude pourrait ecirctre reacutealiseacutee in vitro sous conditions simuleacutees du tube digestif avec des bacteacuteries lactiques

Au final si ce travail de thegravese nrsquoa pas toujours reacutepondu preacuteciseacutement aux questions qui srsquoeacutetaient poseacutees au deacutebut de la mise en place des enquecirctes et expeacuterimentations il ouvre de nombreuses perspectives en cours de concreacutetisation par la mise en place de nouveaux travaux de thegravese

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Volesky B 2001 Detoxification of metal-bearing effluents biosorption for the next century Hydrometallurgy 59 p 203ndash16 Voutsa D Grimanis A Samara C 1996 Trace elements in vegetables grown in an industriial area in relation to soil and air particule matter Environ Pollut 94 p 325-335 Yagil R et Van Creveld C 2000 Medicinal use of camel milk ndash fact or fancy Proceeding 2nd Int Camelid Conf ldquoAgroeconomics of camelid farmingrdquo 8 ndash 12 september Almaty Kazakhstan p100 Yang RQ Lv A-H Shi JB Jiang G-B 2005 The levels of distribution of organochlorine pesticides (OCPs) in sediments from Haihe River China Chemosphere 61 p 347-354 Yang Y Zhang F-S Li H-F Jiang R-F 2009 Accumulation of cadmium in the edible parts of six vegetable species grown in Cd-contaminated soils Journal of Environmental Management 90 (2) p 1117ndash1122 Yang Y Nan Z Zhao Z Wang Z Wang S Wang X Jin W Zhao C 2011 Bioaccumulation and translocation of cadmium in cole (Brassica campestris L) and celery (Apium graveolens) grown in the polluted oasis soil Northwest of China Journal of Environmental Sciences 23(8) p 1368ndash1374 Yehouenou E Pazou A Laegraveyegrave Ph Boko M 2006 Contamination of fish by pesticides residues in the Oueacutemeacute River catchment in the Republic of Beacutenin Environment international 32 p 594-599 Yuki N Watanabe K Mike A Tagami Y Tanaka R Ohwaki M Morotomi M 1999 Survival of a probiotic Lactobacillus casei strain Shirota in the gastrointestinal tract selective isolation from faeces and identification using monoclonal antibodies Int J Food Microbiol 48(1) p 51-57 Waliszewski SM Aguirre AA Infanzon RM Silva CS Siliceo J 2001 Organochlorine pesticide levels in maternal adipose tissue maternal blood serum umbilical blood serum and milk from Inhabitants of Veracruz Mexico Arch Environ Contam Toxicol 40 p 432ndash438 Wang J et Chen C 2009 A chemical equilibrium model for metal adsorption onto bacterial surfaces Biotechnology Advances 27 p 195ndash226 Wang W-X et Rainbow PS 2005 Influence of metal exposure history on trace metal uptake and accumulation by marine invertebrates Ecotoxicology and Environmental Safety 61 p 145ndash159 Wang XT Chu SG Xu XB 2003 Organochlorine pesticide residues in water from Guanting reservoir and Yongding River China Bulletin of environmental contamination and toxicology 70 p 351-354

152

Wang W Batterman S Chernyak S Nriagu J 2008 Concentrations and risks of organic and metal contaminants in Eurasian caviar Ecotoxicology and Environmental Safety 71 p 138ndash148 Watanabe M Tanabe S Miyazaki N Petrov EA Jarman WM 1999 Contamination of Tris(4-Chlorophenyl) methane and Tris(4-Chlorophenyl) methanol in marine mammals from Russia and Japan body distribution bioaccumulation and contamination status Marine Pollution Bulletin 39 (1ndash12) p 393ndash398 Weisbrod AV Shea D Moore MJ Stegeman JJ 2001 Species tissue and gender-related Organochlorine bioaccumulation in white-sided dolphinspilot whales and their common prey in the Northwest Atlantic Environmental Research 51 p 29-50 WHO 1995 Environmental Health Criteria 165 Inorganic Lead World Health Organization Geneva

Willett LB OrsquoDonnell AF Durst HI Kurz MM 1993 Mechanisms of Movement of

Organochlorine Pesticides from Soils to Cows via Forages Journal of Dairy Science 76

(6) p 1635ndash1644 Williams DR 1972 Metals ligands and cancer Chem Rev 72 p 203 Wong SK et Lee W 1997 Survey of organochlorine pesticide residues in milk in Hong Kong (1993-1995) Journal of AOAC international 80 p 1332-1335 Wong MH Leung AOW Chan JKY Choi MPK 2005 A review on the usage of POP pesticides in China with emphasis on DDT loadings in human milk Chemosphere 60 p 740ndash752 Zadi-Karam H et Karam N-E 2005 Bacteacuteries lactiques du lait de chamelle Renc Rech Ruminants 2005 p 12 Zadi-Karam H Kalbaza K Karam N-E 2011 Identification et caracteacuteristiques technologiques de 18 souches de Leuconostoc isoleacutees de lait de chamelle de Beacutechar Renc Rech Ruminants p 18

Zhang H Cui B Xiao R Zhao H 2010 Heavy metals in water soils and plants in

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Zhuang P McBride MB Xia H Li N Li Z 2009 Health risk from heavy metals via

consumption of food crops in the vicinity of Dabaoshan mine South China Science of

The Total Environment 407 (5) p 1551ndash1561

153

Zohair A Salim A-B Soyibo AA Beck AJ 2006 Residues of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) polychlorinated biphenyls (PCBs) and organochlorine pesticides in organically-farmed vegetables Chemosphere 63 (4) p 541-553

154

ANNEXES

Annexe 1 Zone drsquoeacutetude dans la reacutegion drsquoAlmaty Annexe 2 Zone drsquoeacutetude dans la reacutegion du Sud Kazakhstan Annexe 3 Zone drsquoeacutetude dans la reacutegion de Kyzylorda Annexe 4 Zone drsquoeacutetude dans la reacutegion drsquoAtyraou Annexe 5 Protocole de preacuteparation des eacutechantillons de sol pour le dosage des pesticides Source laboratoire laquo Lezart raquo Annexe 6 Protocole de preacuteparation des eacutechantillons drsquoeau pour le dosage des pesticides Source laboratoire laquo Lezart raquo Annexe 7 Protocole de preacuteparation des eacutechantillons de plantes pour le dosage des pesticides Source laboratoire laquo Lezart raquo Annexe 8 Protocole de preacuteparation des eacutechantillons de lait et de shubat pour le dosage des pesticides Source laboratoire laquo Lezart raquo Annexe 9 Tableau des amorces pour le seacutequenccedilage de produits PCR de 1500pb Annexe 10 Purification de lrsquoADN agrave partir du gel drsquoagarose low melting tempeacuterature Annexe 11 Points GPS Annexe 12 Les indicateurs de risque Annexe 13 Concentration en pesticides organochloreacutes dans le sol des fermes (ppm) Annexe 14 Concentration en pesticides organochloreacutes dans lrsquoeau des fermes (ppm) Annexe 15 Concentration en pesticides organochloreacutes dans les plantes Annexe 16 Concentration en pesticides organochloreacutes dans le lait et le shubat Annexe 17 Liste exhaustive des publications de S Akhmetsadykova

155

Annexe 1 Zone drsquoeacutetude dans la reacutegion drsquoAlmaty

Akschi

156

Annexe 2 Zone drsquoeacutetude dans la reacutegion du Sud Kazakhstan

157

Annexe 3 Zone drsquoeacutetude dans la reacutegion de Kyzylorda

158

Annexe 4 Zone drsquoeacutetude dans la reacutegion drsquoAtyraou

159

Annexe 5 Protocole de preacuteparation des eacutechantillons de sol pour le dosage des pesticides Source laboratoire laquoLezartraquo

160

Annexe 6 Protocole de preacuteparation des eacutechantillons drsquoeau pour le dosage des pesticides Source laboratoire laquoLezartraquo

161

Annexe 7 Protocole de preacuteparation des eacutechantillons de plantes pour le dosage des pesticides Source laboratoire laquoLezartraquo

162

Annexe 8 Protocole de preacuteparation des eacutechantillons de lait et de shubat pour le dosage des pesticides Source laboratoire laquoLezartraquo

163

Annexe 9 Tableau des amorces pour le seacutequenccedilage de produits PCR de 1500pb Tableau des amorces sp3 sp4 sp5

Amorces Seacutequences

Sp3 (Sigma-Genosys France)

5rsquo- TAC GCA TTT CAC C(GT)C TAC A


5rsquo- CTC GTT GCG GGA CTT AAC


5rsquo- G(AGCT)T ACC TTG TTA CGA CTT

164

Annexe 10 Purification de lrsquoADN agrave partir du gel drsquoagarose low melting tempeacuterature (wwwpromegacom)

1 Objectif Purification de lrsquoADN reacutecupeacuterer du gel drsquoagarose low melting temperature 2 Mateacuteriels et eacutequipements Mateacuteriels

Lames de scalpel chirurgical steacuteriles

Micro-colonne kit Wizard PCR Preps DNA Purification system (Promega France)

Produits

Resine du kit Wizard

Isopropanol 80

Eau ultra pure Equipement

Centrifugeuse (10 000x g)

Congeacutelateur -20 C 3 Mode opeacuteratoire 1 Placer le morceau (plusmn300mg) du gel drsquoagarose low melting temperature

correspondant agrave une bande visible deacutecoupeacute agrave lrsquoaide drsquoune lame de scalpel steacuterile dans un tube eppendorf de 15 ml

2 Incuber agrave 70 ordmC dans un bain-marie jusqursquoa la fusion totale de lrsquoagarose 3 Malaxer la reacutesine PCR Preps srsquoil y a des cristaux et des aggreacutegats les faire

fondreen par chauffant agrave 25-37 ordmC pendant 10 minutes 4 Refroidir jusqursquoagrave 30 ordmC avant utilisation 5 Ajouter 1 ml de reacutesine a la bande drsquoagarose fondu 6 Agiter pendant 20 s manuellement sans vortexer 7 Il faut travailler rapidement pour eacuteviter un refroidissement qui nuirait agrave la qualiteacute

de lrsquoextraction 8 Pour chaque eacutechantillon de PCR preacuteparer un Wizard Minicolumn Enlever et

seacuteparer le poussoir agrave part de la seringue de 5 ml Attacher la seringue agrave la partie Luer-Lok de chaque minicolonne

9 Pipeter le meacutelange reacutesine dans la seringue Inseacuterer le poussoir lentement et pousser doucement le produit agrave travers la colonne

10 Deacutetacher la seringue de la minicolonne et enlever le poussoir de la seringue Rattacher la seringue a la minicolonne

11 Pour nettoyer la colonne ajouter 2 ml 80 isopropanol dans la seringue inseacuterer le poussoir et pousser doucement agrave travers la colonne

12 Seacutecher la reacutesine pas plus de 30 sec Enlever la seringue et transfeacuterer le contenu de la colonne dans un microtube de 15 ml

13 Centrifuger la colonne a 10000g pendant 2 min Pour enlever les reacutesidus drsquoisopropanol

14 Transfeacuterer la colonne sur un microtube neuf de 15ml Ajouter 50 microl de lrsquoeau steacuterile et attendre 1 min Centrifuger le tube agrave 10000g pendant 20 sec

15 Conserver lrsquoADN agrave -20 C

165

Annexe 11 Points GPS

Tableau 1 Position GPS des sources de pollution

Tableau 2 Position GPS des fermes

LatLong hdddddddddeg Systegraveme de reacutefeacuterence WGS 84

166

Annexe 12 Les indicateurs de risque Daulet Beket=DB A1=AT2 A2=AT2

167

Annexe 13 Concentration en pesticides organochloreacutes dans le sol des fermes (ppm)

Reacutegion Ferme α-HCH β-HCH γ-HCH 44-DDE 24-DDD 44-DDD 44-DDT

Almaty DB 0012 0 0011 0 0 0 0

Almaty DB 0001 0 0001 0 0 0 0

Sud Kazakhstan

CH1 0091 0 0006 0 0 0 0

Sud Kazakhstan CH1 0021 0 0003 0 0 0 0 Sud Kazakhstan CH2 005 0 0014 0 0 0 0 Sud Kazakhstan CH2 0351 0 01 0 0 0 0

Sud Kazakhstan CH3 0002 0 0005 0 0 0 0 Sud Kazakhstan CH4 002 0 0012 0 0 0 0

Sud Kazakhstan CH5 0022 0 0005 0 0 0 0

Kyzylorda KZ1 005 0 0016 002 0 0 0025

Kyzylorda KZ1 0015 0 0003 0006 0 0 0

Kyzylorda KZ2 0037 0 0013 0045 0 0015 002

Kyzylorda KZ2 0036 0 0011 0074 0 0 0138

Kyzylorda KZ3 0051 0 0023 002 0 0015 006

Kyzylorda KZ4 0084 0023 0031 0015 0 0 002

Kyzylorda KZ5 004 0 0015 002 0 0 0185

Atyraou AT1 0014 0 001 0 0 0 0

Atyraou AT2 0029 0 0015 0 0 0 0035

168

Annexe 14 Concentration en pesticides organochloreacutes dans lrsquoeau des fermes (ppm)


Almaty DB 0 0 0 0 0 0 0



Kyzylorda KZ1 00015 0 0 0 0 0 0

Kyzylorda KZ2 0 0 0 0 0 0 0



Kyzylorda KZ5 00018 0 0 0 0 0 0

Atyraou AT1 0 0 0 0 0 0 0

Atyraou AT2 0 0 0 0 0 0 0

169

Annexe 15 Concentration en pesticides organochloreacutes dans les plantes des fermes (ppm)


Almaty DB 0031 0 0004 002 0 0 0045



Kyzylorda KZ6 0041 0021 0009 0136 0031 0047 005

Kyzylorda KZ6 0019 0 0003 0057 0 0 002

Kyzylorda KZ2 0024 0 0003 0028 0 0 003

Kyzylorda KZ2 0042 0 0006 0 0 0 0

Kyzylorda KZ2 0028 0 0005 0 0 0 0

Kyzylorda KZ2 0018 0 0008 0 0 0 0

Atyraou AT1 0015 0 0003 002 0 0 0 Atyraou AT1 0004 0 0003 0 0 0 0


Atyraou AT2 0022 0 0003 0035 0 0 008 Atyraou AT2 0034 0 0016 005 0 002 0023 Atyraou AT2 0011 0 0003 0017 0 0 002

170

Annexe 16 Concentration en pesticides organochloreacutes dans le lait et le shubat des fermes (ppm)

Reacutegion Ferme Objet α-HCH β-HCH γ-HCH 44-DDE 24-DDD 44-DDD 44-DDT

Almaty DB shubat 003 0007 0005 0 0 0065 0

Almaty DB lait 0027 0 0005 004 0 0 0

Sud Kazakhstan

CH1 lait 0015 0 0042 0 0 002 011

Sud Kazakhstan CH1 shubat 0007 0 0003 0 0 0 0 Sud Kazakhstan CH2 lait 001 0 0003 0 0 0 0 Sud Kazakhstan CH3 lait 0006 0 002 0 0 002 004

Sud Kazakhstan CH3 shubat 0003 0 0 001 0 0 0 Sud Kazakhstan CH5 shubat 003 0 0003 0 0 0 0

Kyzylorda KZ1 shubat 0024 001 0005 0025 0 0 0

Kyzylorda KZ1 lait 0024 0 0004 0018 0 0 0







Atyraou AT1 lait 0042 0011 0009 0 0 0 0

Atyraou AT1 lait 0038 0 0052 001 0 0055 0075

Atyraou AT2 shubat 003 0 0006 0 0 0 0

Atyraou AT2 lait 0028 0014 0003 0015 0 0 0

171

Annexe 17 Liste exhaustive des publications de S Akhmetsadykova

1 Akhmetsadykova S Narmuratova MH Meldebekova AA 2007 Some physicochemical parameters of camel milk colostrum 1st International Congress of students and young scientists Mir nauki Almaty p 126-127 (in kazakh)

2 Akhmetsadykova S 2008 Interactions entre les bacteacuteries lactiques et les

meacutetaux lourds Rapport de stage Master 2 Nutrition agro-valorisation en santeacute publique SupAgro Montpellier p 45

3 Konuspayeva G Faye B Loiseau G Diacono E Akhmetsadykova S

2008 Pollution of camel milk by heavy metals in Kazakhstan First IDFINRA International Symposium on Minerals and Dairy products October 1-3 Saint-Malo France abstract ndeg3 p 3

4 Abilakan U Atishova M Zhumagazieva A Raiymbek G Kanayat S

Akhmetsadykova S Serikkyzy A 2009 Lactoserum proteins of camel milk 3rd International Congress of students and young scientists Mir nauki Almaty p 167-168 (in kazakh)

5 Akhmetsadykova SN Loiseau G Faye B Konuspayeva GS Baubekova

AC 2009 Developpement of quality test to determine the binding capacity of lead and cadmium ions by LAB Izdenister natizheler 3 p 27-31 (in russian)


2009 Pollution of camel milk by heavy metals in Kazakhstan The open environmental pollution amp toxicology journal 1 p 112-118

7 Le Guillou M Akhmetsadykova S 2009 Diagnostic and spatial analysis of

pollution around farm provide data for studying the impact of environmental pollution on milk quality in Kazakhstan 3rd International Congress of students and young scientists Mir nauki Almaty p 197-198

8 Loiseau G Faye B Konuspayeva G Akhmetsadykova S 2009 Interaction

of lead and cadmium with lactic bacteria isolated from camel milk and shubat from Kazakhstan 2nd conference of the International Society of Camelids Reserch and development (ISOCARD) march 11-14 Djerba Tunisia

9 Akhmetsadykova S Loiseau G Faye B Konuspayeva G 2009 Interaction

du plomb et du cadmium avec les bacteacuteries lactiques du lait de chamelle et shubat (lait fermenteacute) Proceeding 16 Rencontre autour des Recherches sur les Ruminants 2-3 decembre INRA Paris р164

10 Akhmetsadykova S Loiseau G Faye B Le Guillou M Konuspayeva G

2010 Pollution index and potential detoxification of fermented camel milk face to heavy metals Proc Intl Camel Symp laquo Camel science amp development for sustainable livelihoods raquo Garissa (Kenya) KARI Ed 10-15th June poster ndeg26

172

11 Bari A Zhumagazieva A Baubekova AS Akhmetsadykova S Konuspayeva GS 2010 Creation of new fermented milk products from camel milk 3rd International Congress of students and young scientists Mir nauki Almaty p 164-165 (in russian)

12 Konuspayeva G Faye B Loiseau G Ivashchenko A Narmuratova M

Akhmetsadykova S Davletov S 2010 Physiological Change in Camel Milk composition (Camelus dromedarius) 2 Physico-chemical composition of colostrum Tropical animal health and production 42501-505 DOI 101007s11250-009-99450-4

13 Narmuratova GH Meldebekova AA Akhmetsadykova S Abaildaev AO

Narmuratova MH Konuspayeva GS 2010 Determination of heavy metals in the food chaine water-fourrage- camel milk and shubat 3rd International Congress of students and young scientists Mir nauki Almaty p 201 (in kazakh)

14 Akhmetsadykova SN Baubekova AS Raiymbek G Faye B Loiseau G

Konuspayeva GK 2011 Determination the binding capacity of lead and cadmium ions by LAB isolated from camel milk and shubat Vestnik KazNU biology serie 4 (50) p 121-124(in russian)

15 Konuspayeva G Jurjanz S Loiseau G Barci V Akhmetsadykova S

Meldebekova A Faye B 2011 Contamination of Camel Milk (Heavy Metals Organic Pollutants and Radionuclides) in Kazakhstan Journal of Environmental Protection 2 p 90-96

16 Akhmetsadykova S Konuspayeva G Loiseau G Baubekova A Kanayat

Sh Akhmetsadykov N Faye B 2012 Protection against lead contamination by strains of lactic acid bacteria from fermented camel milk Emirates Journal of Food and Agriculture (accepteacute)

2

RESUME Les Kazakhs sont des consommateurs traditionnels de lait drsquoespegraveces non-conventionnelles comme la chamelle Pour autant les reacutegions drsquoeacutelevage camelin dans ce pays bien que baseacutees sur un mode extensif et un accegraves agrave des ressources naturelles nrsquoen sont pas moins fragiliseacutees par les risques de pollution lrsquoenvironnement du pays eacutetant affecteacutees par la preacutesence de meacutetaux lourds pesticides et radionucleacuteides Lrsquoobjectif de la thegravese a eacuteteacute (a) drsquoeacutevaluer lrsquoimpact de cette pollution sur la qualiteacute du lait de chamelle et du shubat (lait fermenteacute) et (b) drsquoeacutevaluer les capaciteacutes de deacutetoxification des produits laitiers

Pour aborder la question de lrsquoimpact de la pollution plusieurs niveaux drsquoanalyses ont eacuteteacute mis en œuvre (i) A lrsquoeacutechelle reacutegionale des cartes drsquoindice de pollution ont eacuteteacute eacutetablies autour de 13

fermes de zones pollueacutees (Almaty Sud Kazakhstan Atyraou et Kyzylorda) afin de comparer le niveau de pollution des diffeacuterentes matrices (sol eau plante) selon la distance aux sources de pollution

(ii) A lrsquoeacutechelle des matrices environnementales (sol plante eau) deux meacutetaux lourds majeurs (Pb et Cd) ont eacuteteacute deacutetermineacutes dans les eacutechantillons de sols (776-13108 ppm et 008-039 ppm respectivement) lrsquoeau (Pb entre 59-136 ppm et Cd 005-025 ppm) les plantes (050-230 ppm et gt005-056 ppm respectivement) Un lien entre indice de pollution et meacutetaux dans les sols a eacuteteacute observeacute montrant lrsquoimpact de la proximiteacute et de la nature des sources de polluants sur la contamination des sols On observe eacutegalement une correacutelation eacutetroite entre teneur en Pb et Cd au sein des diffeacuterentes matrices Cependant les teneurs dans le sol sont indeacutependantes des teneurs dans lrsquoeau ou les plantes Les teneurs en pesticides dans lrsquoeau sont infeacuterieures agrave celles des normes internationales Dans les fourrages les teneurs en DDT et ses deacuteriveacutes ont eacuteteacute plus eacuteleveacutees que dans le sol Cela signifie que les reacutesidus de pesticides peuvent ecirctre eacutegalement drsquoorigine atmospheacuterique et donc inhaleacutes par les animaux

(iii) Dans le lait et le shubat la concentration en meacutetaux lourds dans cinq reacutegions (Almaty Atyraou Kyzylorda Taraz et Sud Kazakhstan) a eacuteteacute en moyenne faible en Cu (lt 005 ppm) normale en Zn (pregraves de 5 ppm) et Cd mais un peu eacuteleveacutee pour Pb Nos reacutesultats ont eacuteteacute relativement eacuteleveacutes pour le DDT total dans le lait de toutes les reacutegions sauf Kyzylorda et supeacuterieurs pour le HCH total dans le lait des reacutegions drsquoAlmaty et drsquoAtyraou

(iv) Les relations entre environnement et lait ont eacuteteacute testeacutees montrant lrsquoabsence de lien entre contamination de lrsquoenvironnement en meacutetaux lourds et celle du lait et shubat Aucune relation non plus nrsquoa eacuteteacute observeacutee pour les pesticides agrave lrsquoexception du lindane et 44-DDD Pour tester lrsquoeffet deacutetoxifiant il a eacuteteacute proceacutedeacute en deux eacutetapes Drsquoabord lrsquoisolement et

lrsquoidentification des souches de bacteacuteries lactiques (BAL) du afin de tester leur capaciteacute agrave fixer Pb et Cd Au total 138 souches ont eacuteteacute isoleacutees agrave partir de 25 eacutechantillons laitiers Une eacutetude qualitative pour deacutetecter la capaciteacute des BAL agrave fixer les meacutetaux lourds a eacuteteacute reacutealiseacutee Parmi 118 souches testeacutees seules 51 drsquoentre elles nrsquoont cultiveacute ni Pb ni sur Cd 36 ayant eu la capaciteacute de fixer Pb ou Cd et 9 les deux Les 45 souches montrant les meilleurs reacutesultats ont eacuteteacute retenues pour identification par des meacutethodes moleacuteculaires (rRNA16S) Selon les reacutesultats de seacutequenccedilage la plupart de souches appartiennent aux genres Enterococcus Lactobacillus secondairement Lactococcus et Leuconostoc Dans un second temps un test physiologique (in vivo) a eacuteteacute reacutealiseacute sur 80 cobayes diviseacutes en 8 groupes traiteacutes par le Pb et des souches de BAL La quantiteacute de

3







4



5

REMERCIEMENTS









votre soutien
























forts



disponibiliteacute

6


CIRAD







7

SOMMAIRE















III RESULTATS 69

8














9




10


11


12


TABLEAUX


13

INTRODUCTION









14









15








16












17







18









19






20












21




type Max Min


596 plusmn 252 2477 000




pH 645 plusmn 051 735 467






Vitamine C mgL

154 plusmn 105 435 15

Iode 1754 plusmn 1104 9169 000



Ca gL 1232 plusmn 0292 2340 0530

P gL 1003 plusmn 0217 1770 0520

Fer mgL 202 plusmn 124 1240 070


Ammoniaque mgL

5 plusmn 10 46 0







2008b)

22





(photo B Faye)


23












24








25






La meacutetallurgie



26








27










28







29









30









31







32




33






34









35

I223 Les pesticides











36











37









38









39









40







41









42









43











44










45











46









47










48








49





50











51













52


53










5

2

5

1

1

Taraz

54












55











56















57













58
















59















60
















61










62






63








518r (Sigma-Genosys

France)








par puits (microl)


Eau pure 145


2 02mM (par dNTP)






05 005 Umicrol


64





1

94 5

10 94 1 65 1 72 3

20 94 1 55 1 72 3

1 72

10











65




2575 1

25

25

10 3

025 5




1 96 240

30 96 10 50 30 72 120

1 72

240




66







Pas de croissance












MRSM17

67









68










69

III RESULTATS








70






71





72






73






74





Ferme Ind Pollut

AT2 3

DB 4

KZ4 6

CH2 6

AT1 6

KZ1 7

KZ5 7

CH1 7

CH3 7

CH4 7

KZ3 8

KZ2 9

CH5 10




75











76




Pb Cd Pb Cd Pb Cd

AT1 891 009 963 027 23 056

AT2 891 009 1017 021 13 021

CH1 8347 005 13108 024 12 005

CH2 6549 005 3344 018 15 009

CH3 8777 005 1632 029 05 007

CH4 10822 005 1605 039 06 01

CH5 6097 005 1899 022 09 01

DB 5913 005 1311 022 22 04

KZ1 1019 005 1137 019 1 017

KZ2 6684 005 842 021 15 015

KZ3 8528 005 1231 033 08 006

KZ4 12466 025 1017 008 17 014

KZ5 13642 005 776 01 08 013






77













78





000

010

020

030

040

050

060

000 050 100 150 200 250

cadmium

plo

mb





Cdsol

Pbsol

Cdpl

Pbpl

Cdeau

Pbeau

Ind Pollut

-1

-075

-05

-025

0

025

05

075

1

-1 -075 -05 -025 0 025 05 075 1

F1 (3547 )

F2 (2

502

)

79








0000

0010

0020

0030

0040

0050

0060

0070

0080

1

Echantillons

Pb

(p

pm

)

80



0000

0001

0002

0003

0004

0005


Echantillons

Cd

(p

pm

)





00

10

20

30

40

50

60

70

80

1

Zn

(p

pm

)

81




Almaty 007a 006a 490 550 006a 006a 0003a 0003




Sud Kazakhstan

lt005b lt005b 407b 416 004b 004c 0002b 0002

Effet de region


MSE 0007 0002 1115 1593 0013 0014 0001 0001



16 506plusmn1

59 003plusmn00

2 003plusmn00

2 0002plusmn0

001 0002plusmn0001






Zn Shubat

Pb Shubat

Cd Shubat

1 Cu Lait 1

2 Zn Lait -0082 1

3 Pb Lait 0397 -0037 1

4 Cd Lait 0109 -0167 0606 1

5 Cu Shubat 0203 0021 0351 0354 1

6 Zn Shubat -0114 0606 -0193 -0308 0016 1

7 Pb Shubat 0120 -0174 0737 0477 0389 -0094 1

8 Cd Shubat -0143 0026 0639 0458 0321 0004 0677 1

82







44-DDD

44-DDT

Almaty Moyenne 0007 0 0006 0 0 0 0

Ecart type 0006 0 0005 0 0 0 0

Minimum 0001 0 0001 0 0 0 0

Maximum 0012 0 0011 0 0 0 0

Sud Kazakhstan

Moyenne 008 0 0021 0 0 0 0

Ecart type 0114 0 0033 0 0 0 0

Minimum 0002 0 0003 0 0 0 0

Maximum 0351 0 0100 0 0 0 0


Ecart type 0019 0008 0008 0022 0 0007 0065

Minimum 0015 0 0003 0006 0 0 0

Maximum 0084 0023 0031 0074 0 0015 0185

Atyraou Moyenne 0022 0 0013 0 0 0 0018

Ecart type 0008 0 0003 0 0 0 0018

Minimum 0014 0 0010 0 0 0 0

Maximum 0029 0 0015 0 0 0 0035

83



α-HCH



Moyenne 0001 0001


Minimum 0 0

Maximum 0003 0002






44-DDD

44-DDT

Almaty Moyenne 0024 0 0005 0076 0 0027 0032

Ecart type 0004 0 0001 0029 0 0014 0011

Minimum 0020 0 0003 0020 0 0 0020

Maximum 0031 0 0007 0100 0 0040 0045

Sud Kazakhstan

Moyenne 0023 0003 0006 0050 0 0014 0025

Ecart type 0009 0006 0003 0029 0 0012 0024

Minimum 0012 0 0003 0015 0 0 0

Maximum 0036 0015 0012 0086 0 0027 0063


Ecart type 0010 0008 0002 0049 0049 0018 0019

Minimum 0018 0 0003 0 0 0 0

Maximum 0042 0021 0009 0136 0031 0047 0050

Atyraou Moyenne 0026 0 0009 0043 0 0015 0035

Ecart type 0014 0 0006 0047 0 0019 0026

Minimum 0004 0 0003 0 0 0 0

Maximum 0049 0 0019 0140 0 0053 0080

84







44-DDD

44-DDT

Almaty Moyenne 0027 0 0005 0040 0 0 0

Ecart type 0 0 0 0 0 0 0

Minimum 0027 0 0005 0040 0 0 0

Maximum 0027 0 0005 0040 0 0 0

Sud Kazakhstan

Moyenne 0010 0 0022 0 0 0013 0050

Ecart type 0004 0 0016 0 0 0009 0045

Minimum 0006 0 0003 0 0 0 0

Maximum 0015 0 0042 0 0 0020 0110


Ecart type 0010 0002 0002 0007 0 0009 0007

Minimum 0008 0 0003 0 0 0 0

Maximum 0038 0005 0009 0018 0 0025 0020

Atyraou Moyenne 0036 0008 0021 0008 0 0018 0025

Ecart type 0006 0006 0022 0006 0 0026 0035

Minimum 0028 0 0003 0 0 0 0

Maximum 0042 0014 0052 0015 0 0055 0075

85








44-DDD

44-DDT

Almaty Moyenne 0021 0004 0005 0 0 0033 0

Ecart type 0010 0004 0001 0 0 0033 0

Minimum 0011 0 0004 0 0 0 0

Maximum 0030 0007 0005 0 0 0065 0

Sud Kazakhstan

Moyenne 0013 0 0002 0003 0 0 0

Ecart type 0012 0 0001 0005 0 0 0

Minimum 0003 0 0 0 0 0 0

Maximum 0030 0 0003 0010 0 0 0


Ecart type 0 0 0 0 0 0 0

Minimum 0024 0010 0005 0025 0 0 0

Maximum 0024 0010 0005 0025 0 0 0

Atyraou Moyenne 0023 0 0005 0018 0 0 0

Ecart type 0008 0 0001 0018 0 0 0

Minimum 0015 0 0004 0 0 0 0

Maximum 0030 0 0006 0035 0 0 0

86


shubat


shubat


shubat



24-DDD

44-DDD

44-DDT


-0218 -0153 -0433 -0067 -0338 -0322





87












Strie

bacterienne

Halo

88








89




M 231 232 241 242 251 252 261 262 271 272 281 282 291 292 CN CN

90









91





3 CH1


4 CH2


5 CH3





10 KZ2



13 KZ5




92








Enterococcus sp s33












0 20 40 60 80 100 120

E durans (1)

E durans (3)

E durans (2)

L paracasei subspp

E faecium (4)

E faecium (1)

L mesenteroides (2)

E faecalis

L kefiri

L mesenteroides (1)

E faecium (2)

E faecium (3)

E faecium (5)

So

uc

he

s

de Pb fixeacute

50 mgL

30 mgL

1 mgL


mg de Pb L

93







1 4SF4SFPb




Enterococcus durans






94







95




Sang

Coeur

Poumons

Rate

Reins

Foie

-1

-075

-05

-025

0

025

05

075

1

-1 -075 -05 -025 0 025 05 075 1

F1 (3944 )

F2 (

26

49

)



96

IV DISCUSSION










97













98













99










100









101











102









103










104











105









106









107










108










109






110





111






112











113




114







115








116







117









118










119

V CONCLUSION













120

PERSPECTIVES












121



122






123






124




125


126






127




128




129




130



131








132



133



134



135












136




137


138







139




140


141





142



143







144




145




(2) p 131ndash141



146





147



148







149








150




151


152












153


154

ANNEXES


155


Akschi

156


157


158


159


160


161


162


163









164





Produits


Isopropanol 80
















165





166


167



Almaty DB 0012 0 0011 0 0 0 0

Almaty DB 0001 0 0001 0 0 0 0

Sud Kazakhstan

CH1 0091 0 0006 0 0 0 0




Kyzylorda KZ1 005 0 0016 002 0 0 0025

Kyzylorda KZ1 0015 0 0003 0006 0 0 0

Kyzylorda KZ2 0037 0 0013 0045 0 0015 002

Kyzylorda KZ2 0036 0 0011 0074 0 0 0138

Kyzylorda KZ3 0051 0 0023 002 0 0015 006

Kyzylorda KZ4 0084 0023 0031 0015 0 0 002

Kyzylorda KZ5 004 0 0015 002 0 0 0185

Atyraou AT1 0014 0 001 0 0 0 0

Atyraou AT2 0029 0 0015 0 0 0 0035

168



Almaty DB 0 0 0 0 0 0 0



Kyzylorda KZ1 00015 0 0 0 0 0 0




Kyzylorda KZ5 00018 0 0 0 0 0 0

Atyraou AT1 0 0 0 0 0 0 0

Atyraou AT2 0 0 0 0 0 0 0

169



Almaty DB 0031 0 0004 002 0 0 0045



Kyzylorda KZ6 0041 0021 0009 0136 0031 0047 005

Kyzylorda KZ6 0019 0 0003 0057 0 0 002

Kyzylorda KZ2 0024 0 0003 0028 0 0 003

Kyzylorda KZ2 0042 0 0006 0 0 0 0

Kyzylorda KZ2 0028 0 0005 0 0 0 0

Kyzylorda KZ2 0018 0 0008 0 0 0 0




170



Almaty DB shubat 003 0007 0005 0 0 0065 0

Almaty DB lait 0027 0 0005 004 0 0 0

Sud Kazakhstan

CH1 lait 0015 0 0042 0 0 002 011











Atyraou AT1 lait 0042 0011 0009 0 0 0 0

Atyraou AT1 lait 0038 0 0052 001 0 0055 0075


Atyraou AT2 lait 0028 0014 0003 0015 0 0 0

171





















172












3







4



5

REMERCIEMENTS









votre soutien
























forts



disponibiliteacute

6


CIRAD







7

SOMMAIRE















III RESULTATS 69

8














9




10


11


12


TABLEAUX


13

INTRODUCTION









14









15








16












17







18









19






20












21




type Max Min


596 plusmn 252 2477 000




pH 645 plusmn 051 735 467






Vitamine C mgL

154 plusmn 105 435 15

Iode 1754 plusmn 1104 9169 000



Ca gL 1232 plusmn 0292 2340 0530

P gL 1003 plusmn 0217 1770 0520

Fer mgL 202 plusmn 124 1240 070


Ammoniaque mgL

5 plusmn 10 46 0







2008b)

22





(photo B Faye)


23












24








25






La meacutetallurgie



26








27










28







29









30









31







32




33






34









35

I223 Les pesticides











36











37









38









39









40







41









42









43











44










45











46









47










48








49





50











51













52


53










5

2

5

1

1

Taraz

54












55











56















57













58
















59















60
















61










62






63








518r (Sigma-Genosys

France)








par puits (microl)


Eau pure 145


2 02mM (par dNTP)






05 005 Umicrol


64





1

94 5

10 94 1 65 1 72 3

20 94 1 55 1 72 3

1 72

10











65




2575 1

25

25

10 3

025 5




1 96 240

30 96 10 50 30 72 120

1 72

240




66







Pas de croissance












MRSM17

67









68










69

III RESULTATS








70






71





72






73






74





Ferme Ind Pollut

AT2 3

DB 4

KZ4 6

CH2 6

AT1 6

KZ1 7

KZ5 7

CH1 7

CH3 7

CH4 7

KZ3 8

KZ2 9

CH5 10




75











76




Pb Cd Pb Cd Pb Cd

AT1 891 009 963 027 23 056

AT2 891 009 1017 021 13 021

CH1 8347 005 13108 024 12 005

CH2 6549 005 3344 018 15 009

CH3 8777 005 1632 029 05 007

CH4 10822 005 1605 039 06 01

CH5 6097 005 1899 022 09 01

DB 5913 005 1311 022 22 04

KZ1 1019 005 1137 019 1 017

KZ2 6684 005 842 021 15 015

KZ3 8528 005 1231 033 08 006

KZ4 12466 025 1017 008 17 014

KZ5 13642 005 776 01 08 013






77













78





000

010

020

030

040

050

060

000 050 100 150 200 250

cadmium

plo

mb





Cdsol

Pbsol

Cdpl

Pbpl

Cdeau

Pbeau

Ind Pollut

-1

-075

-05

-025

0

025

05

075

1

-1 -075 -05 -025 0 025 05 075 1

F1 (3547 )

F2 (2

502

)

79








0000

0010

0020

0030

0040

0050

0060

0070

0080

1

Echantillons

Pb

(p

pm

)

80



0000

0001

0002

0003

0004

0005


Echantillons

Cd

(p

pm

)





00

10

20

30

40

50

60

70

80

1

Zn

(p

pm

)

81




Almaty 007a 006a 490 550 006a 006a 0003a 0003




Sud Kazakhstan

lt005b lt005b 407b 416 004b 004c 0002b 0002

Effet de region


MSE 0007 0002 1115 1593 0013 0014 0001 0001



16 506plusmn1

59 003plusmn00

2 003plusmn00

2 0002plusmn0

001 0002plusmn0001






Zn Shubat

Pb Shubat

Cd Shubat

1 Cu Lait 1

2 Zn Lait -0082 1

3 Pb Lait 0397 -0037 1

4 Cd Lait 0109 -0167 0606 1

5 Cu Shubat 0203 0021 0351 0354 1

6 Zn Shubat -0114 0606 -0193 -0308 0016 1

7 Pb Shubat 0120 -0174 0737 0477 0389 -0094 1

8 Cd Shubat -0143 0026 0639 0458 0321 0004 0677 1

82







44-DDD

44-DDT

Almaty Moyenne 0007 0 0006 0 0 0 0

Ecart type 0006 0 0005 0 0 0 0

Minimum 0001 0 0001 0 0 0 0

Maximum 0012 0 0011 0 0 0 0

Sud Kazakhstan

Moyenne 008 0 0021 0 0 0 0

Ecart type 0114 0 0033 0 0 0 0

Minimum 0002 0 0003 0 0 0 0

Maximum 0351 0 0100 0 0 0 0


Ecart type 0019 0008 0008 0022 0 0007 0065

Minimum 0015 0 0003 0006 0 0 0

Maximum 0084 0023 0031 0074 0 0015 0185

Atyraou Moyenne 0022 0 0013 0 0 0 0018

Ecart type 0008 0 0003 0 0 0 0018

Minimum 0014 0 0010 0 0 0 0

Maximum 0029 0 0015 0 0 0 0035

83



α-HCH



Moyenne 0001 0001


Minimum 0 0

Maximum 0003 0002






44-DDD

44-DDT

Almaty Moyenne 0024 0 0005 0076 0 0027 0032

Ecart type 0004 0 0001 0029 0 0014 0011

Minimum 0020 0 0003 0020 0 0 0020

Maximum 0031 0 0007 0100 0 0040 0045

Sud Kazakhstan

Moyenne 0023 0003 0006 0050 0 0014 0025

Ecart type 0009 0006 0003 0029 0 0012 0024

Minimum 0012 0 0003 0015 0 0 0

Maximum 0036 0015 0012 0086 0 0027 0063


Ecart type 0010 0008 0002 0049 0049 0018 0019

Minimum 0018 0 0003 0 0 0 0

Maximum 0042 0021 0009 0136 0031 0047 0050

Atyraou Moyenne 0026 0 0009 0043 0 0015 0035

Ecart type 0014 0 0006 0047 0 0019 0026

Minimum 0004 0 0003 0 0 0 0

Maximum 0049 0 0019 0140 0 0053 0080

84







44-DDD

44-DDT

Almaty Moyenne 0027 0 0005 0040 0 0 0

Ecart type 0 0 0 0 0 0 0

Minimum 0027 0 0005 0040 0 0 0

Maximum 0027 0 0005 0040 0 0 0

Sud Kazakhstan

Moyenne 0010 0 0022 0 0 0013 0050

Ecart type 0004 0 0016 0 0 0009 0045

Minimum 0006 0 0003 0 0 0 0

Maximum 0015 0 0042 0 0 0020 0110


Ecart type 0010 0002 0002 0007 0 0009 0007

Minimum 0008 0 0003 0 0 0 0

Maximum 0038 0005 0009 0018 0 0025 0020

Atyraou Moyenne 0036 0008 0021 0008 0 0018 0025

Ecart type 0006 0006 0022 0006 0 0026 0035

Minimum 0028 0 0003 0 0 0 0

Maximum 0042 0014 0052 0015 0 0055 0075

85








44-DDD

44-DDT

Almaty Moyenne 0021 0004 0005 0 0 0033 0

Ecart type 0010 0004 0001 0 0 0033 0

Minimum 0011 0 0004 0 0 0 0

Maximum 0030 0007 0005 0 0 0065 0

Sud Kazakhstan

Moyenne 0013 0 0002 0003 0 0 0

Ecart type 0012 0 0001 0005 0 0 0

Minimum 0003 0 0 0 0 0 0

Maximum 0030 0 0003 0010 0 0 0


Ecart type 0 0 0 0 0 0 0

Minimum 0024 0010 0005 0025 0 0 0

Maximum 0024 0010 0005 0025 0 0 0

Atyraou Moyenne 0023 0 0005 0018 0 0 0

Ecart type 0008 0 0001 0018 0 0 0

Minimum 0015 0 0004 0 0 0 0

Maximum 0030 0 0006 0035 0 0 0

86


shubat


shubat


shubat



24-DDD

44-DDD

44-DDT


-0218 -0153 -0433 -0067 -0338 -0322





87












Strie

bacterienne

Halo

88








89




M 231 232 241 242 251 252 261 262 271 272 281 282 291 292 CN CN

90









91





3 CH1


4 CH2


5 CH3





10 KZ2



13 KZ5




92








Enterococcus sp s33












0 20 40 60 80 100 120

E durans (1)

E durans (3)

E durans (2)

L paracasei subspp

E faecium (4)

E faecium (1)

L mesenteroides (2)

E faecalis

L kefiri

L mesenteroides (1)

E faecium (2)

E faecium (3)

E faecium (5)

So

uc

he

s

de Pb fixeacute

50 mgL

30 mgL

1 mgL


mg de Pb L

93







1 4SF4SFPb




Enterococcus durans






94







95




Sang

Coeur

Poumons

Rate

Reins

Foie

-1

-075

-05

-025

0

025

05

075

1

-1 -075 -05 -025 0 025 05 075 1

F1 (3944 )

F2 (

26

49

)



96

IV DISCUSSION










97













98













99










100









101











102









103










104











105









106









107










108










109






110





111






112











113




114







115








116







117









118










119

V CONCLUSION













120

PERSPECTIVES












121



122






123






124




125


126






127




128




129




130



131








132



133



134



135












136




137


138







139




140


141





142



143







144




145




(2) p 131ndash141



146





147



148







149








150




151


152












153


154

ANNEXES


155


Akschi

156


157


158


159


160


161


162


163









164





Produits


Isopropanol 80
















165





166


167



Almaty DB 0012 0 0011 0 0 0 0

Almaty DB 0001 0 0001 0 0 0 0

Sud Kazakhstan

CH1 0091 0 0006 0 0 0 0




Kyzylorda KZ1 005 0 0016 002 0 0 0025

Kyzylorda KZ1 0015 0 0003 0006 0 0 0

Kyzylorda KZ2 0037 0 0013 0045 0 0015 002

Kyzylorda KZ2 0036 0 0011 0074 0 0 0138

Kyzylorda KZ3 0051 0 0023 002 0 0015 006

Kyzylorda KZ4 0084 0023 0031 0015 0 0 002

Kyzylorda KZ5 004 0 0015 002 0 0 0185

Atyraou AT1 0014 0 001 0 0 0 0

Atyraou AT2 0029 0 0015 0 0 0 0035

168



Almaty DB 0 0 0 0 0 0 0



Kyzylorda KZ1 00015 0 0 0 0 0 0




Kyzylorda KZ5 00018 0 0 0 0 0 0

Atyraou AT1 0 0 0 0 0 0 0

Atyraou AT2 0 0 0 0 0 0 0

169



Almaty DB 0031 0 0004 002 0 0 0045



Kyzylorda KZ6 0041 0021 0009 0136 0031 0047 005

Kyzylorda KZ6 0019 0 0003 0057 0 0 002

Kyzylorda KZ2 0024 0 0003 0028 0 0 003

Kyzylorda KZ2 0042 0 0006 0 0 0 0

Kyzylorda KZ2 0028 0 0005 0 0 0 0

Kyzylorda KZ2 0018 0 0008 0 0 0 0




170



Almaty DB shubat 003 0007 0005 0 0 0065 0

Almaty DB lait 0027 0 0005 004 0 0 0

Sud Kazakhstan

CH1 lait 0015 0 0042 0 0 002 011











Atyraou AT1 lait 0042 0011 0009 0 0 0 0

Atyraou AT1 lait 0038 0 0052 001 0 0055 0075


Atyraou AT2 lait 0028 0014 0003 0015 0 0 0

171





















172












4



5

REMERCIEMENTS









votre soutien
























forts



disponibiliteacute

6


CIRAD







7

SOMMAIRE















III RESULTATS 69

8














9




10


11


12


TABLEAUX


13

INTRODUCTION









14









15








16












17







18









19






20












21




type Max Min


596 plusmn 252 2477 000




pH 645 plusmn 051 735 467






Vitamine C mgL

154 plusmn 105 435 15

Iode 1754 plusmn 1104 9169 000



Ca gL 1232 plusmn 0292 2340 0530

P gL 1003 plusmn 0217 1770 0520

Fer mgL 202 plusmn 124 1240 070


Ammoniaque mgL

5 plusmn 10 46 0







2008b)

22





(photo B Faye)


23












24








25






La meacutetallurgie



26








27










28







29









30









31







32




33






34









35

I223 Les pesticides











36











37









38









39









40







41









42









43











44










45











46









47










48








49





50











51













52


53










5

2

5

1

1

Taraz

54












55











56















57













58
















59















60
















61










62






63








518r (Sigma-Genosys

France)








par puits (microl)


Eau pure 145


2 02mM (par dNTP)






05 005 Umicrol


64





1

94 5

10 94 1 65 1 72 3

20 94 1 55 1 72 3

1 72

10











65




2575 1

25

25

10 3

025 5




1 96 240

30 96 10 50 30 72 120

1 72

240




66







Pas de croissance












MRSM17

67









68










69

III RESULTATS








70






71





72






73






74





Ferme Ind Pollut

AT2 3

DB 4

KZ4 6

CH2 6

AT1 6

KZ1 7

KZ5 7

CH1 7

CH3 7

CH4 7

KZ3 8

KZ2 9

CH5 10




75











76




Pb Cd Pb Cd Pb Cd

AT1 891 009 963 027 23 056

AT2 891 009 1017 021 13 021

CH1 8347 005 13108 024 12 005

CH2 6549 005 3344 018 15 009

CH3 8777 005 1632 029 05 007

CH4 10822 005 1605 039 06 01

CH5 6097 005 1899 022 09 01

DB 5913 005 1311 022 22 04

KZ1 1019 005 1137 019 1 017

KZ2 6684 005 842 021 15 015

KZ3 8528 005 1231 033 08 006

KZ4 12466 025 1017 008 17 014

KZ5 13642 005 776 01 08 013






77













78





000

010

020

030

040

050

060

000 050 100 150 200 250

cadmium

plo

mb





Cdsol

Pbsol

Cdpl

Pbpl

Cdeau

Pbeau

Ind Pollut

-1

-075

-05

-025

0

025

05

075

1

-1 -075 -05 -025 0 025 05 075 1

F1 (3547 )

F2 (2

502

)

79








0000

0010

0020

0030

0040

0050

0060

0070

0080

1

Echantillons

Pb

(p

pm

)

80



0000

0001

0002

0003

0004

0005


Echantillons

Cd

(p

pm

)





00

10

20

30

40

50

60

70

80

1

Zn

(p

pm

)

81




Almaty 007a 006a 490 550 006a 006a 0003a 0003




Sud Kazakhstan

lt005b lt005b 407b 416 004b 004c 0002b 0002

Effet de region


MSE 0007 0002 1115 1593 0013 0014 0001 0001



16 506plusmn1

59 003plusmn00

2 003plusmn00

2 0002plusmn0

001 0002plusmn0001






Zn Shubat

Pb Shubat

Cd Shubat

1 Cu Lait 1

2 Zn Lait -0082 1

3 Pb Lait 0397 -0037 1

4 Cd Lait 0109 -0167 0606 1

5 Cu Shubat 0203 0021 0351 0354 1

6 Zn Shubat -0114 0606 -0193 -0308 0016 1

7 Pb Shubat 0120 -0174 0737 0477 0389 -0094 1

8 Cd Shubat -0143 0026 0639 0458 0321 0004 0677 1

82







44-DDD

44-DDT

Almaty Moyenne 0007 0 0006 0 0 0 0

Ecart type 0006 0 0005 0 0 0 0

Minimum 0001 0 0001 0 0 0 0

Maximum 0012 0 0011 0 0 0 0

Sud Kazakhstan

Moyenne 008 0 0021 0 0 0 0

Ecart type 0114 0 0033 0 0 0 0

Minimum 0002 0 0003 0 0 0 0

Maximum 0351 0 0100 0 0 0 0


Ecart type 0019 0008 0008 0022 0 0007 0065

Minimum 0015 0 0003 0006 0 0 0

Maximum 0084 0023 0031 0074 0 0015 0185

Atyraou Moyenne 0022 0 0013 0 0 0 0018

Ecart type 0008 0 0003 0 0 0 0018

Minimum 0014 0 0010 0 0 0 0

Maximum 0029 0 0015 0 0 0 0035

83



α-HCH



Moyenne 0001 0001


Minimum 0 0

Maximum 0003 0002






44-DDD

44-DDT

Almaty Moyenne 0024 0 0005 0076 0 0027 0032

Ecart type 0004 0 0001 0029 0 0014 0011

Minimum 0020 0 0003 0020 0 0 0020

Maximum 0031 0 0007 0100 0 0040 0045

Sud Kazakhstan

Moyenne 0023 0003 0006 0050 0 0014 0025

Ecart type 0009 0006 0003 0029 0 0012 0024

Minimum 0012 0 0003 0015 0 0 0

Maximum 0036 0015 0012 0086 0 0027 0063


Ecart type 0010 0008 0002 0049 0049 0018 0019

Minimum 0018 0 0003 0 0 0 0

Maximum 0042 0021 0009 0136 0031 0047 0050

Atyraou Moyenne 0026 0 0009 0043 0 0015 0035

Ecart type 0014 0 0006 0047 0 0019 0026

Minimum 0004 0 0003 0 0 0 0

Maximum 0049 0 0019 0140 0 0053 0080

84







44-DDD

44-DDT

Almaty Moyenne 0027 0 0005 0040 0 0 0

Ecart type 0 0 0 0 0 0 0

Minimum 0027 0 0005 0040 0 0 0

Maximum 0027 0 0005 0040 0 0 0

Sud Kazakhstan

Moyenne 0010 0 0022 0 0 0013 0050

Ecart type 0004 0 0016 0 0 0009 0045

Minimum 0006 0 0003 0 0 0 0

Maximum 0015 0 0042 0 0 0020 0110


Ecart type 0010 0002 0002 0007 0 0009 0007

Minimum 0008 0 0003 0 0 0 0

Maximum 0038 0005 0009 0018 0 0025 0020

Atyraou Moyenne 0036 0008 0021 0008 0 0018 0025

Ecart type 0006 0006 0022 0006 0 0026 0035

Minimum 0028 0 0003 0 0 0 0

Maximum 0042 0014 0052 0015 0 0055 0075

85








44-DDD

44-DDT

Almaty Moyenne 0021 0004 0005 0 0 0033 0

Ecart type 0010 0004 0001 0 0 0033 0

Minimum 0011 0 0004 0 0 0 0

Maximum 0030 0007 0005 0 0 0065 0

Sud Kazakhstan

Moyenne 0013 0 0002 0003 0 0 0

Ecart type 0012 0 0001 0005 0 0 0

Minimum 0003 0 0 0 0 0 0

Maximum 0030 0 0003 0010 0 0 0


Ecart type 0 0 0 0 0 0 0

Minimum 0024 0010 0005 0025 0 0 0

Maximum 0024 0010 0005 0025 0 0 0

Atyraou Moyenne 0023 0 0005 0018 0 0 0

Ecart type 0008 0 0001 0018 0 0 0

Minimum 0015 0 0004 0 0 0 0

Maximum 0030 0 0006 0035 0 0 0

86


shubat


shubat


shubat



24-DDD

44-DDD

44-DDT


-0218 -0153 -0433 -0067 -0338 -0322





87












Strie

bacterienne

Halo

88








89




M 231 232 241 242 251 252 261 262 271 272 281 282 291 292 CN CN

90









91





3 CH1


4 CH2


5 CH3





10 KZ2



13 KZ5




92








Enterococcus sp s33












0 20 40 60 80 100 120

E durans (1)

E durans (3)

E durans (2)

L paracasei subspp

E faecium (4)

E faecium (1)

L mesenteroides (2)

E faecalis

L kefiri

L mesenteroides (1)

E faecium (2)

E faecium (3)

E faecium (5)

So

uc

he

s

de Pb fixeacute

50 mgL

30 mgL

1 mgL


mg de Pb L

93







1 4SF4SFPb




Enterococcus durans






94







95




Sang

Coeur

Poumons

Rate

Reins

Foie

-1

-075

-05

-025

0

025

05

075

1

-1 -075 -05 -025 0 025 05 075 1

F1 (3944 )

F2 (

26

49

)



96

IV DISCUSSION










97













98













99










100









101











102









103










104











105









106









107










108










109






110





111






112











113




114







115








116







117









118










119

V CONCLUSION













120

PERSPECTIVES












121



122






123






124




125


126






127




128




129




130



131








132



133



134



135












136




137


138







139




140


141





142



143







144




145




(2) p 131ndash141



146





147



148







149








150




151


152












153


154

ANNEXES


155


Akschi

156


157


158


159


160


161


162


163









164





Produits


Isopropanol 80
















165





166


167



Almaty DB 0012 0 0011 0 0 0 0

Almaty DB 0001 0 0001 0 0 0 0

Sud Kazakhstan

CH1 0091 0 0006 0 0 0 0




Kyzylorda KZ1 005 0 0016 002 0 0 0025

Kyzylorda KZ1 0015 0 0003 0006 0 0 0

Kyzylorda KZ2 0037 0 0013 0045 0 0015 002

Kyzylorda KZ2 0036 0 0011 0074 0 0 0138

Kyzylorda KZ3 0051 0 0023 002 0 0015 006

Kyzylorda KZ4 0084 0023 0031 0015 0 0 002

Kyzylorda KZ5 004 0 0015 002 0 0 0185

Atyraou AT1 0014 0 001 0 0 0 0

Atyraou AT2 0029 0 0015 0 0 0 0035

168



Almaty DB 0 0 0 0 0 0 0



Kyzylorda KZ1 00015 0 0 0 0 0 0




Kyzylorda KZ5 00018 0 0 0 0 0 0

Atyraou AT1 0 0 0 0 0 0 0

Atyraou AT2 0 0 0 0 0 0 0

169



Almaty DB 0031 0 0004 002 0 0 0045



Kyzylorda KZ6 0041 0021 0009 0136 0031 0047 005

Kyzylorda KZ6 0019 0 0003 0057 0 0 002

Kyzylorda KZ2 0024 0 0003 0028 0 0 003

Kyzylorda KZ2 0042 0 0006 0 0 0 0

Kyzylorda KZ2 0028 0 0005 0 0 0 0

Kyzylorda KZ2 0018 0 0008 0 0 0 0




170



Almaty DB shubat 003 0007 0005 0 0 0065 0

Almaty DB lait 0027 0 0005 004 0 0 0

Sud Kazakhstan

CH1 lait 0015 0 0042 0 0 002 011











Atyraou AT1 lait 0042 0011 0009 0 0 0 0

Atyraou AT1 lait 0038 0 0052 001 0 0055 0075


Atyraou AT2 lait 0028 0014 0003 0015 0 0 0

171





















172












5

REMERCIEMENTS









votre soutien
























forts



disponibiliteacute

6


CIRAD







7

SOMMAIRE















III RESULTATS 69

8














9




10


11


12


TABLEAUX


13

INTRODUCTION









14









15








16












17







18









19






20












21




type Max Min


596 plusmn 252 2477 000




pH 645 plusmn 051 735 467






Vitamine C mgL

154 plusmn 105 435 15

Iode 1754 plusmn 1104 9169 000



Ca gL 1232 plusmn 0292 2340 0530

P gL 1003 plusmn 0217 1770 0520

Fer mgL 202 plusmn 124 1240 070


Ammoniaque mgL

5 plusmn 10 46 0







2008b)

22





(photo B Faye)


23












24








25






La meacutetallurgie



26








27










28







29









30









31







32




33






34









35

I223 Les pesticides











36











37









38









39









40







41









42









43











44










45











46









47










48








49





50











51













52


53










5

2

5

1

1

Taraz

54












55











56















57













58
















59















60
















61










62






63








518r (Sigma-Genosys

France)








par puits (microl)


Eau pure 145


2 02mM (par dNTP)






05 005 Umicrol


64





1

94 5

10 94 1 65 1 72 3

20 94 1 55 1 72 3

1 72

10











65




2575 1

25

25

10 3

025 5




1 96 240

30 96 10 50 30 72 120

1 72

240




66







Pas de croissance












MRSM17

67









68










69

III RESULTATS








70






71





72






73






74





Ferme Ind Pollut

AT2 3

DB 4

KZ4 6

CH2 6

AT1 6

KZ1 7

KZ5 7

CH1 7

CH3 7

CH4 7

KZ3 8

KZ2 9

CH5 10




75











76




Pb Cd Pb Cd Pb Cd

AT1 891 009 963 027 23 056

AT2 891 009 1017 021 13 021

CH1 8347 005 13108 024 12 005

CH2 6549 005 3344 018 15 009

CH3 8777 005 1632 029 05 007

CH4 10822 005 1605 039 06 01

CH5 6097 005 1899 022 09 01

DB 5913 005 1311 022 22 04

KZ1 1019 005 1137 019 1 017

KZ2 6684 005 842 021 15 015

KZ3 8528 005 1231 033 08 006

KZ4 12466 025 1017 008 17 014

KZ5 13642 005 776 01 08 013






77













78





000

010

020

030

040

050

060

000 050 100 150 200 250

cadmium

plo

mb





Cdsol

Pbsol

Cdpl

Pbpl

Cdeau

Pbeau

Ind Pollut

-1

-075

-05

-025

0

025

05

075

1

-1 -075 -05 -025 0 025 05 075 1

F1 (3547 )

F2 (2

502

)

79








0000

0010

0020

0030

0040

0050

0060

0070

0080

1

Echantillons

Pb

(p

pm

)

80



0000

0001

0002

0003

0004

0005


Echantillons

Cd

(p

pm

)





00

10

20

30

40

50

60

70

80

1

Zn

(p

pm

)

81




Almaty 007a 006a 490 550 006a 006a 0003a 0003




Sud Kazakhstan

lt005b lt005b 407b 416 004b 004c 0002b 0002

Effet de region


MSE 0007 0002 1115 1593 0013 0014 0001 0001



16 506plusmn1

59 003plusmn00

2 003plusmn00

2 0002plusmn0

001 0002plusmn0001






Zn Shubat

Pb Shubat

Cd Shubat

1 Cu Lait 1

2 Zn Lait -0082 1

3 Pb Lait 0397 -0037 1

4 Cd Lait 0109 -0167 0606 1

5 Cu Shubat 0203 0021 0351 0354 1

6 Zn Shubat -0114 0606 -0193 -0308 0016 1

7 Pb Shubat 0120 -0174 0737 0477 0389 -0094 1

8 Cd Shubat -0143 0026 0639 0458 0321 0004 0677 1

82







44-DDD

44-DDT

Almaty Moyenne 0007 0 0006 0 0 0 0

Ecart type 0006 0 0005 0 0 0 0

Minimum 0001 0 0001 0 0 0 0

Maximum 0012 0 0011 0 0 0 0

Sud Kazakhstan

Moyenne 008 0 0021 0 0 0 0

Ecart type 0114 0 0033 0 0 0 0

Minimum 0002 0 0003 0 0 0 0

Maximum 0351 0 0100 0 0 0 0


Ecart type 0019 0008 0008 0022 0 0007 0065

Minimum 0015 0 0003 0006 0 0 0

Maximum 0084 0023 0031 0074 0 0015 0185

Atyraou Moyenne 0022 0 0013 0 0 0 0018

Ecart type 0008 0 0003 0 0 0 0018

Minimum 0014 0 0010 0 0 0 0

Maximum 0029 0 0015 0 0 0 0035

83



α-HCH



Moyenne 0001 0001


Minimum 0 0

Maximum 0003 0002






44-DDD

44-DDT

Almaty Moyenne 0024 0 0005 0076 0 0027 0032

Ecart type 0004 0 0001 0029 0 0014 0011

Minimum 0020 0 0003 0020 0 0 0020

Maximum 0031 0 0007 0100 0 0040 0045

Sud Kazakhstan

Moyenne 0023 0003 0006 0050 0 0014 0025

Ecart type 0009 0006 0003 0029 0 0012 0024

Minimum 0012 0 0003 0015 0 0 0

Maximum 0036 0015 0012 0086 0 0027 0063


Ecart type 0010 0008 0002 0049 0049 0018 0019

Minimum 0018 0 0003 0 0 0 0

Maximum 0042 0021 0009 0136 0031 0047 0050

Atyraou Moyenne 0026 0 0009 0043 0 0015 0035

Ecart type 0014 0 0006 0047 0 0019 0026

Minimum 0004 0 0003 0 0 0 0

Maximum 0049 0 0019 0140 0 0053 0080

84







44-DDD

44-DDT

Almaty Moyenne 0027 0 0005 0040 0 0 0

Ecart type 0 0 0 0 0 0 0

Minimum 0027 0 0005 0040 0 0 0

Maximum 0027 0 0005 0040 0 0 0

Sud Kazakhstan

Moyenne 0010 0 0022 0 0 0013 0050

Ecart type 0004 0 0016 0 0 0009 0045

Minimum 0006 0 0003 0 0 0 0

Maximum 0015 0 0042 0 0 0020 0110


Ecart type 0010 0002 0002 0007 0 0009 0007

Minimum 0008 0 0003 0 0 0 0

Maximum 0038 0005 0009 0018 0 0025 0020

Atyraou Moyenne 0036 0008 0021 0008 0 0018 0025

Ecart type 0006 0006 0022 0006 0 0026 0035

Minimum 0028 0 0003 0 0 0 0

Maximum 0042 0014 0052 0015 0 0055 0075

85








44-DDD

44-DDT

Almaty Moyenne 0021 0004 0005 0 0 0033 0

Ecart type 0010 0004 0001 0 0 0033 0

Minimum 0011 0 0004 0 0 0 0

Maximum 0030 0007 0005 0 0 0065 0

Sud Kazakhstan

Moyenne 0013 0 0002 0003 0 0 0

Ecart type 0012 0 0001 0005 0 0 0

Minimum 0003 0 0 0 0 0 0

Maximum 0030 0 0003 0010 0 0 0


Ecart type 0 0 0 0 0 0 0

Minimum 0024 0010 0005 0025 0 0 0

Maximum 0024 0010 0005 0025 0 0 0

Atyraou Moyenne 0023 0 0005 0018 0 0 0

Ecart type 0008 0 0001 0018 0 0 0

Minimum 0015 0 0004 0 0 0 0

Maximum 0030 0 0006 0035 0 0 0

86


shubat


shubat


shubat



24-DDD

44-DDD

44-DDT


-0218 -0153 -0433 -0067 -0338 -0322





87












Strie

bacterienne

Halo

88








89




M 231 232 241 242 251 252 261 262 271 272 281 282 291 292 CN CN

90









91





3 CH1


4 CH2


5 CH3





10 KZ2



13 KZ5




92








Enterococcus sp s33












0 20 40 60 80 100 120

E durans (1)

E durans (3)

E durans (2)

L paracasei subspp

E faecium (4)

E faecium (1)

L mesenteroides (2)

E faecalis

L kefiri

L mesenteroides (1)

E faecium (2)

E faecium (3)

E faecium (5)

So

uc

he

s

de Pb fixeacute

50 mgL

30 mgL

1 mgL


mg de Pb L

93







1 4SF4SFPb




Enterococcus durans






94







95




Sang

Coeur

Poumons

Rate

Reins

Foie

-1

-075

-05

-025

0

025

05

075

1

-1 -075 -05 -025 0 025 05 075 1

F1 (3944 )

F2 (

26

49

)



96

IV DISCUSSION










97













98













99










100









101











102









103










104











105









106









107










108










109






110





111






112











113




114







115








116







117









118










119

V CONCLUSION













120

PERSPECTIVES












121



122






123






124




125


126






127




128




129




130



131








132



133



134



135












136




137


138







139




140


141





142



143







144




145




(2) p 131ndash141



146





147



148







149








150




151


152












153


154

ANNEXES


155


Akschi

156


157


158


159


160


161


162


163









164





Produits


Isopropanol 80
















165





166


167



Almaty DB 0012 0 0011 0 0 0 0

Almaty DB 0001 0 0001 0 0 0 0

Sud Kazakhstan

CH1 0091 0 0006 0 0 0 0




Kyzylorda KZ1 005 0 0016 002 0 0 0025

Kyzylorda KZ1 0015 0 0003 0006 0 0 0

Kyzylorda KZ2 0037 0 0013 0045 0 0015 002

Kyzylorda KZ2 0036 0 0011 0074 0 0 0138

Kyzylorda KZ3 0051 0 0023 002 0 0015 006

Kyzylorda KZ4 0084 0023 0031 0015 0 0 002

Kyzylorda KZ5 004 0 0015 002 0 0 0185

Atyraou AT1 0014 0 001 0 0 0 0

Atyraou AT2 0029 0 0015 0 0 0 0035

168



Almaty DB 0 0 0 0 0 0 0



Kyzylorda KZ1 00015 0 0 0 0 0 0




Kyzylorda KZ5 00018 0 0 0 0 0 0

Atyraou AT1 0 0 0 0 0 0 0

Atyraou AT2 0 0 0 0 0 0 0

169



Almaty DB 0031 0 0004 002 0 0 0045



Kyzylorda KZ6 0041 0021 0009 0136 0031 0047 005

Kyzylorda KZ6 0019 0 0003 0057 0 0 002

Kyzylorda KZ2 0024 0 0003 0028 0 0 003

Kyzylorda KZ2 0042 0 0006 0 0 0 0

Kyzylorda KZ2 0028 0 0005 0 0 0 0

Kyzylorda KZ2 0018 0 0008 0 0 0 0




170



Almaty DB shubat 003 0007 0005 0 0 0065 0

Almaty DB lait 0027 0 0005 004 0 0 0

Sud Kazakhstan

CH1 lait 0015 0 0042 0 0 002 011











Atyraou AT1 lait 0042 0011 0009 0 0 0 0

Atyraou AT1 lait 0038 0 0052 001 0 0055 0075


Atyraou AT2 lait 0028 0014 0003 0015 0 0 0

171





















172










