Valorisation des déchets urbains en agriculture
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1. E Koledzi etal Composition des mat riaux compostables couvert Dimensions Putrescibles Kg OM brutes Fumier Phosphate Volume m LxWxH Kg Kg naturel Kg Cuve A 120 oui 0 72 1 2 x 1 2 x 0 5 Cuve B 120 24 8 oui 0 72 1 2x1 2 x0 5 Andain C 1650 non 4 42 1x2 6x 1 7 andain D 1420 non 4 25 1x2 5x 1 7 29 J Soc Ouest Afr Chim 2011 032 27 42 2 3 2 Test de lixiviation Le test de lixiviation consiste en une mise en solution au contact d une certaine masse de d chets broy s avec une certaine quantit d eau Dans les quatre modes op ratoires d crits dans les quatre parties de la norme prEN 12457 2 2002 F diff rents rapports L S sont choisis 10 8 et 2 conduisant g n ralement a des r sultats d essais diff rents Ceci r sulte d une part des quantit s de lixiviat diff rentes impos es par le d chet lui m me r sultant des compos s du mat riau dissous dans le lixiviat Il n existe aucune relation pouvant tre appliqu e aux r sultats obtenus avec un rapport L S donn pour d terminer les r sultats qui auraient t obtenus si l essai avait t r alis avec un autre rapport L S Cependant pour un rapport L S faible certains constituants sont pr sents dans le lixiviat une concentration plus lev e car la quantit de lixiviat disponible est inf rieure Dans le cas de cette tude l essai a t r al2. Un certain nombre de ligands inorganiques ou organiques vont conditionner la sp ciation du plomb par la formation de complexes plus ou moins stables Pour chaque ligand la complexation entre un m tal M et un ligand L peut tre d crite par la r action d quilibre suivante iM jL ML Cette r action est caract ris e par une constante thermodynamique de complexation stabilit not e K exprim e M L MT LP Dans la cat gorie des complexes inorganiques les complexes du m tal se inorganiques M Linorg inorg par l quation K Phase dissoute forment avec les anions du milieu comme les chlorures les sulfates les nitrates les carbonates Cette complexation d pend aussi des param tres physiques temp rature pression et chimiques pH force ionique concentrations en l ments majeurs ligands complexants Dans la cat gorie des complexes organiques d autres ligands sont impliqu s en relation avec la mati re organique du compost Les groupements complexants ou sites pr sents ont un r le pr pond rant puisqu ils peuvent complexer fortement le m tal pr sent dans les composts et modifier leurs formes chimiques dominantes donc leur r activit vis vis des plantes une fois les composts enfouis L origine la structure la composition et les propri t s physiques et chimiques de la mati re organique sont tr s h t rog nes et souvent volutives
3. La temp rature quotidiennement enregistr e pendant le proc d de compostage a montr les deux phases du processus phase m sophile et thermophiles 3 4 Bilan mati re La figure 1 pr sente le bilan mati re dans les cuves et des andains en fin du processus Le bilan mati re en fin du proc d se pr sente comme suit pour les cuves 0 69 0 71 tonne de compost par tonne de d chets compost s et pour les andains 0 25 0 26 tonne de compost par tonne de d chets compost s dans le cas d un compost fin lt 10mm Les taux de recyclables sont de 6 pour les d chets pr alablement tri s compost s dans les cuves et de 12 pour les d chets bruts compost s en andain Le refus de criblage peut tre r introduit recirculation sur un nouveau tas de compost o il favorisera la fermentation par ensemencement des microorganismes qui sont encore pr sents dans ces refus et par pr sence de mat riaux structurants 3 5 Qualit chimique de compost L acidit agit sp cifiquement sur la microflore responsable de la d composition des d chets organiques initiaux Le pH impos par la mati re premi re volue au gr du d roulement du proces Les valeurs de pH sont comprises entre 8 et 9 6 Les ordures m nag res contiennent de cendres de bois et de charbon de bois car le bois et le charbon de bois constituent les sources d nergie dans la plupart des m nages 31 E Koledzi et al J Soc Ouest Afr
4. Zech W Wurdinger E 1993 Comparison of chemical and microbial methods for the characterization of the maturity of composts from contrasting sources Biol Fertil Soils 16 93 99 27 Matejka G Barbier J De Las Heras F Klein A Paqueteau F Kebe A 2001 Composting of urban refuse in Lab Guinea process optimization and agricultural value Cagliari Sardinia Eighth International Waste Management and Landfill Symposiuim CISA Environ Sanitary Engineering Centre 1 5 Oct 2001 28 Waste Concern 2002 Research Report on Application of Compost on soils of Bengladesh field experiment report prepared for the Sustainable Environment Management Programme SEMP of the Ministry of Environment and Forest and UNDP 29 Veeken A Bert H 2002 Sources of Cd Cu Pb and Zn in biowaste The Science of the Total Environment 300 87 98 30 Nilsson I 1972 Accumulation of metals in spruce needles and litter Oikos 23 132 136 31 Coughtrey PJ 1979 Litter accumulation in woodlands contaminated by 41 E Koledzi etal J Soc Ouest Afr Chim 2011 032 27 42 Pb Zn Cd and Cu Oecologia 39 1979 181 192 32 Annabi M 2005 Stabilisation de la structure d un sol limoneux par des apports de composts d origine urbaine relation avec les caract ristiques de leur mati re organique Th se INA Paris Grignon 33 Binner E Zach A 1998 Biological Reactivity of Resi
5. 12 3 6 Test de lixiviation Au vue des r sultats des concentrations des polluants m talliques seul le Pb est au dessus de la norme Ces tests sont donc r alis s afin de d terminer le potentiel de relarguage du Pb dans les composts Le test de lixiviation r alis sur les composts au bout de 5 jours a permis de d terminer la capacit maximale de relarguage depuis la matrice solide vers la solution luat correspondant la pollution susceptible d tre remobilis e et transf r e aux plantes court ou moyen terme Le tableau IV pr sente les extractions simples des composts A B C et D Suite l application des m thodes d extractions simples 1 EDTA semble avoir un effet important sur le relarguage du plomb Les fractions extraites par les extractions m nag es l aide d eau distill e et de CaCl sont fables La fraction mobilisable est en revanche importante avec VEDTA soit 0 10 mg kg pour le compost A 0 13 mg kg pour le compost B 0 15 mg kg pour le compost C et 0 11 mg kg pour le compost D Cette diff rence entre les deux types d extraction traduit une forte r tention du plomb dans les composts mais un risque de mobilisation non n gligeable a long terme Ensuite une nouvelle extraction simple a t r alis e avec le CaCl cf figure 2 et avec l EDTA cf figure 3 et cette fois la teneur en Pb a t suivie en fonction du temps La figure 2 montre que les extractions avec CaCl so
6. La mati re organique complexante regroupe donc aussi bien des mol cules de structures et de r activit s simples pr sentant peu de groupements fonctionnels que des macromol cules de grande taille poss dant une densit forte en sites potentiellement complexants de propri t s tr s vari es De m me une variation de pH peut entra ner une complexation ou une d complexation du m tal par la mati re organique Particules organiques inorganiques Hydroxydes M 0H Complexes inorganiques M Eaa ex M tal libre Ha it i Organismes vivants CO NO CIl sor J M Lorg ex EDTA CH COO Adsorption change d ions S dimentations Figure 4 Diff rents formes possibles de complexation du plomb 36 E Koledzi etal J Soc Ouest Afr Chim 2011 032 27 42 3 7 Test respirom trique AT4 Le compost A est le compost obtenu a partir des OM s lectives La figure 5 montre qu on obtient une augmentation progressive avec des pentes tr s faibles Le compost A cribl 10 mm pr sente logiquement une meo2 e 25 MS 20 15 10 4 5 E c EE 0 T 0 1 2 3 4 5 6 Jours Compost A lt 10 mm Cuve 3 mois OM s lectives Figure 5a Compost A mg 02 g 25 MS Compost C lt 10 mm faible consommation d oxyg ne cf figure 5a nettement p
7. sentatives de l chantillon La masse utilis e est de 20 g humidifi e entre 45 et 55 2 3 4 Indice de Germination IG L essai de bio maturation a t effectu avec un extrait aqueux des composts dans une bo te de p tri en plastique avec un papier filtre Vingt graines de ma s Zea mays et vingt graines de ni b Vigna unguiculata consid r s comme cultures de base au Togo et vingt graine de cresson lepidium sativum L ont t distribu s sur le papier filtre et incub s a la temp rature ambiante 28 C dans l obscurit pendant 48h 8 Le nombre de graines germ es a t compt et les longueurs des racines ont t mesur es Un t moin pour chaque traitement est effectu avec 10 ml d eau distill e L IG a t calcul par la formule de Zucconi ll IG Nash IN eee Ningg Nombre de graines germ es L longueur moyen de la racine Ninget Nombre de graines germ es du t moin Lt longueur moyen de la racine t moin 2 4 Analyse statistique Les param tres statistiques sont mis a contribution pour l exploitation des r sultats Pour chaque r sultat une moyenne u un 30 E Koledzi etal J Soc Ouest Afr Chim 2011 032 27 42 cart type s et une erreur standard ES afin d appr cier la distribution et les carts sur les valeurs obtenues a partir des diff rentes m thodes utilis es sont calcul s n l 3 R sultats et discussion 3 1 Caract risation ph
8. METAP PRGDS Maroc 2004 Programme d Assistance Technique pour l Environnement M diterran en Projet R gional de Gestion des D chets Solides Rapport Pays Maroc pr par par le consortium international GTZ ERMGKW mai 2004 5 1p 5 DGCL DEA 1991 Direction G n rale des Collectivit s Locales Direction de l Eau et de l Assainissement Maroc Principes et pratiques pour la gestion rationnelle des d chets solides municipaux Document r alis pour le Minist re de l Int rieur Marocain avec le soutien de Il Agence Am ricaine pour le D veloppement International USAID 1991 82p 6 Zurbrugg C Drescher S Patel A H Sharatchandra H C 2004 Decentralized composting of urban waste an overview of community and private initiatives in India cities Waste Management 24 7 655 662 7 Zurbrugg C Drescher S Rytz L Maqsood Sinha A H Enayetullah I 2005 Decentralized composting in Bangladesh a win win situation for all stakeholders Resources Conservation and Recycling 43 3 281 292 8 Koledzi E K Kpabou Y Baba G Tchangbedji G Kili K A Feuillade G Matejka G 20lla Composition of municipal solid waste and perspective of decentralized composting in the districts of Lom Togo A Glance at the World Waste Management 31 2011 603 609 9 Koledzi K E Baba G Tchangbedji G Agbeko K Matejka G Feuillade G Bowen J 2011b Experimental study of urban wa
9. Universit de limoges 17 Charnay F 2005 Compostage des d chets urbains dans les PED Elaboration d une d marche m thodologique pour une production p renne de compost Th se de Doctorat N 56 Universit de Limoges 18 Miyuki C Ryuzoh I Kagan K Yasutaka M Eiichi T 2005 Estimation of maturity of compost from food wastes and agro residues by multiple regression analysis Bioresource Technology 97 2006 1979 1985 19 Tiquia S M Tam N F Y 1998 Composting pig manure in Hong Kong Biocycle 39 02 78 79 20 Haug R T 1993 The practical handbook of compost engineering Boca Raton Florida 717 21 Chang J I Chen Y J 2010 Effects of bulking agents on food waste composting Bioresource Technology 101 2010 5917 5924 22 Dimitri P K Robert K H 2005 Carbon dioxide and ammonia emissions during composting of mixed paper yard waste and food waste Waste Management 26 2006 62 70 23 Sawyer C N McCarty P L 1978 Chemistry for Environmental Engineering 3rd Edition McGraw Hill Book Company NY 532 pp 24 Bernal M P Navarro M A Sanchez Monedero M A Roig A Cegarra J 1998 Influence of sewage sludge compost stability and maturity on carbon and nitrogen mineralization in soil Biochem Soil Biol 30 3 305 313 25 Mustin M 1987 Le Compost Gestion de la Mati re Organique F Dubusc eds pp 957 Paris 26 Forster J C
10. en plomb au dessus des normes fix es par la norme fran aise NFU 44 051 Les sources du Pb sont vari es les papiers cartons les combustibles non class s CNC les vernis les peintures etc Les autres teneurs sont en dessous de la norme Les teneurs en m taux lourds dans la fraction organique et donc dans les composts pourraient provenir de la couche d humus de la terre v g tale des jardins car les ordures m nag res contiennent aussi les son utilisation dans sont d roul s dans des conditions d chets de jardins Tableau II Composition chimique de la mati re s che des 4 composts A B C D Param tre Compost Compost Compost Compost D Compost Compost A B C Lab ne pH 9 3 8 7 9 3 9 4 8 2 8 8 7 8 N 0 8 0 9 0 8 0 7 1 4 0 88 1 0 2 0 OM 32 31 34 30 35 40 C 19 18 20 16 16 2 13 8 20 3 23 2 C N 24 20 25 20 11 16 11 6 20 3 P mgP 0 g 13 6 44 7 8 0 11 8 10 9 10 2 9 4 91 5 Na mgNa O g 7 5 4 0 9 4 z 2 K mgK 0 g 17 3 19 8 15 1 11 1 10 8 6 0 31 3 Mg mgMgO g 2 8 3 1 4 2 3 2 8 1 6 8 Ca mgCaO g 16 2 38 5 35 1 36 7 63 8 51 2 27 28 33 E Koledzi etal J Soc Ouest Afr Chim 2011 032 27 42 Tableau III Concentration de quelques polluants m talliques El ments Compost A Compost B Compost C Compost D Valeurs limites mg kg Pb 460 380 480 290 140 Ni 40 14 20 18 50 Cd 1 1 2 2 3
11. ne font pas partis de la m me entreprise Ce projet a pour objectif d tudier l impact cologique du traitement des d chets par compostage des ordures m nag res depuis la source par une seule entreprise 28 E Koledzi et al J Soc Ouest Afr Chim 2011 032 27 42 2 Mat riels et M thodes 2 1 Origine des d chets et chantillonnage Les chantillons pour la caract risation physique ont t obtenus apr s quartage en saison s che comme en saison des pluies Pour la collection s lective une masse de 250 kilogrammes de d chets a t collect e avec l ONG en charge du compostage suivi de la caract risation physique au laboratoire Au niveau de la d charge finale l chantillon caract ris soit 500 kg a t obtenu par rapport la population des sept centres de transit pour un facteur de risque a gal a 0 05 ou un niveau de confiance de 95 de s ret pour un facteur de Student t 1 96 et pour diff rentes incertitudes Le ratio moyen utilis est 0 91 Kg hab j obtenu par la moyenne de la production journali re estim e apr s une enqu te entre les quartiers R sidence du B nin haut standing et Tokoin Forever bas standing En r f rence a la composition physique deux groupes de composts ont t labor s composts des ordures m nag res s lectives et composts des ordures m nag res brutes apr s le tri des ind sirables papier cartons textiles plastiques verres m tau
12. tableau VI constituent un indicateur de la maturit des composts Les composts produits sont non toxiques pour le ma s le ni b et le cresson Les d chets ne pourront tre directement utilis s en agriculture qu apr s avoir subi un pr traitement m canique et biologique afin donc de les stabiliser En plus de la stabilit un compost m r vite la contamination des plantes par des agents pathog nes comme dans le cas de l utilisation direct des d chets Un compost est consid r comme non toxique lorsque son IG exc de 50 P L indice de germination pr sente des taux lev s par cons quent une teneur tr s basse des substances toxiques telles que l acide ac tique L acide ac tique peut compl tement emp cher la germination des graines de cresson partir d une concentration de 300 mg kg ll La r duction de la germination des graines par l acide ac tique a t rapport e pour le cresson et le ma s par Keeling fl Ainsi l indice de germination pour ces graines exc de 50 Ceci indique que les composts produits sont stables et m rs 38 E Koledzi et al J Soc Ouest Afr Chim 2011 032 27 42 Tableau V Mesures compar es des AT4 des 4 composts produits et des substrats initiaux en mgO g MS Compost A Compost B Compost C Compost D Compost urbain Compost urbain 5 2 6 1 7 4 6 8 9 7 9 Substrat A SubstratB Substrat C Substrat D OM brut
13. Chim 2011 032 27 42 100 70 SUBSTRAT Perte 35 ke COMPOSTAGE PRODUIT Figure la Compost A 100 69 SUBSTRAT COM POSTAGE PRODUIT Figure 1b Compost B 100 70 47 22 SUBSTRAT TRI COMPOSTAGE CRIBLAGE lt 10mm PRODUIT Figure 1c Compost C SUBSTRAT TRI COMPOSTAGE CRIBLAGE lt 10mm_ PRODUIT Figure 1d Compost D Perte gaz CO2 H20 liquide MO dans le lixiviat Figure 1 Bilan mati re Ceci a t confirm au cours des campagnes de caract risation physique o le taux de CNC est lev Trois des quatre composts ont un pH au dessus de 9 Ce qui pourrait tre li la teneur de cendre dans les ordures m nag res La teneur en potassium dans les diff rents composts pr sent e dans le tableau II confirme aussi cette observation 32 E Koledzi et al J Soc Ouest Afr Chim 2011 032 27 42 Cette valeur de pH pourrait induire la perte d ammoniaque F1 ce qui conduirait donc des faibles valeurs d azote observ es dans tous les composts except dans le compost B qui a un pH 8 7 il s tablit un quilibre entre l ion NH4t et NH3 NH4t et NH3 sont en quilibre a une valeur de pH d environ 9 2 qui est une fonction de la variation de l alcalinit pendant le proc d de compostage 1 Tl y a donc tr s peu de production d acides organiques et donc tr s peu des substances contenant des
14. Journal de la Soci t Ouest Africaine de Chimie J Soc Ouest Afr Chim Code Chemical Abstracts JSOCF2 Cote INIST CNRS France lt 27680 gt ISSN 0796 6687 16 Ann e D cembre 2011 N 032 SOCIETE OUESp D Site Web http www soachim org J Soc Ouest Afr Chim 2011 032 27 42 Valorisation des d chets urbains en agriculture tude d impact cologique de composts Koledzi K Es Baba Gnon Segbeaya N Tchangbedji G Kili K Tozo K Gnandi K Amouzouvi A A Feuillade G Et Matejka Gs Universit de Lom FDS Laboratoire GTVD BP 1515 Lom Togo Universit de Limoges ENSIL Groupement de Recherche Eau Sol et Environnement GRESE 87068 Limoges Cedex Re u le 22 01 2011 Accept apr s corrections le 20 11 2011 R sum Le compostage repr sente aujourd hui l une des voies les plus s rs de valorisation des ordures m nag res dans la plupart des pays en d veloppement PED Pour d terminer tous les l ments n cessaires aux param trages techniques du compostage des campagnes de caract risation physique des d chets ont t r alis es sur deux saisons sur la d charge finale de Lom et sur les d chets sortant directement des m nages A l issu de ces r sultats quatre composts ont t labor s soit deux des d chets bruts apr s le tri des ind sirables et deux provenant des collectes s lectives de la fraction putrescible Les param tres tel
15. another two from the selective collections of putrescent parts The parameters such as the moisture the temperature the pH and the organic matter were followed The quality of the compost was sought by the analysis of the nutriments and heavy metals Only the Pb content is higher than the AFNOR standard because of its multiple origins The leaching test of Pb is carried out in order to determine its potential transfer The retention of Pb is thus very strong and is done not only on the organic matter but also on the metal hydroxides so be it via cation exchange or by fixing on carbonates The germination test indexes give values beyond 50 and the AT4 test values are ranged between 5 and 7 mgO 2 g Ms An emphasis on the sorting is thus essential in order to obtain a compost of quality with a high content of the oxidizable organic matter Keys words waste composting leaching retention Auteur correspondant demledzi yahoo fr 27 E Koledzi et al J Soc Ouest Afr Chim 2011 032 27 42 1 Introduction L volution d mographique et l urbanisation forc e des PED fait cro tre la quantit de d chets urbains produits devenant une pr occupation majeure laquelle sont confront s les responsables locaux mais surtout les habitants de plus en plus conscients des risques Au Togo les autorit s locales avec l aide internationale se sont lanc es dans des politiques de gestion globale des d chets pour un investissement
16. culier le colmatage des quipements et des pannes fr quentes le sous dimensionnement des fosses de r ception et des surfaces n cessaires la fermentation un compost de mauvaise qualit pr sence de contaminants des difficult s de commercialisation du compost d importantes nuisances environnementales mauvaises odeurs les fortes teneurs en sables sp cifiques aux P E D alt rent les quipements par abrasion De nombreuses initiatives locales d associations ou ONG ont fleuri dans les capitales et leur activit ne se limite qu au pr collecte alors que ces associations ou ONG pouvaient promouvoir et r aliser un compostage rudimentaire pour compl ter leur activit et donc leur revenu comme l Inde ou le Bangladesh ll Aujourd hui des solutions sont d tre apport es sur le sous dimensionnement des surfaces n cessaires la fermentation sur les difficult s de commercialisation par des tudes de march les nuisances environnementales par la m thode en andains avec des retournements r guliers Mais la qualit du compost li e la source des d chets reste probl matique A Mahajanga Madagascar le projet de compostage est r alis sur la d charge finale o les d chets sont amen s par les entreprises de collecte Par contre Dschang Cameroun la plateforme est ravitaill e par apport volontaire La qualit du compost produit est menac e car les boueurs et les composteurs
17. dual Waste in dependence on the duration of Pretreatment In The 3rd Swedish Landfill Symosium Lulea Sweden 1998 21p 34 Zucconi F Forte M Monaco A de Bertoldi M 1981 Biological evaluation of compost maturity BioCycle 22 2 27 29 35 DeVleeschauwer D O Verdonock P et VanEssche P 1981 Phytotoxicity of refuses compost Biocycle 22 1 44 46 36 Keeling A A Paton I K et Mullet J A 1994 Germination and growth of plants in media containing unstable refuse derived compost Soil Biol Biochem 26 767 772 37 Hargreaves J C Adl M S Warman P R 2008 A review of the use of composted municipal solid waste in agriculture Agriculture Ecosystems and Environment 123 2008 1 14 38 Farrel M Jones D L 2009 Critical evaluation of municipal solid waste composting and potential compost markets Bioresource Technology 100 2009 4301 4310 42 E Koledzi et al
18. es Leurs teneurs sont susceptibles d affecter le transfert des polluants Les 34 E Koledzi et al J Soc Ouest Afr Chim 2011 032 27 42 formes chimiques d un m tal dissous peuvent tre s par es en quatre cat gories suivant la nature de l agent complexant consid r La figure 4 illustre les diff rentes formes de complexation que le Pb not M pourrait pr senter Tableau IV Extraction simple du Pb Teneur du Pb en ppm Eluat A Eluat B Eluat C Eluat D Eau distill e 0 02 0 03 0 04 0 02 CaCl 0 01M 0 03 0 04 0 05 0 04 EDTA 0 05M 0 10 0 13 0 15 0 11 0 06 Pb ppm 0 05 0 04 Eluats A BES W Eluats B 0 02 Eluats C Eluats D 0 01 4 Gi T 1 0 2 4 6 Jours Figure 2 Extraction progressive du Pb avec le CaCl 0 16 Pb ppm 0 14 0 12 0 1 0 08 0 06 EluatsA W Eluats B Eluats C 0 04 0 02 FEluats D 0 4 Jours Figure 3 Extraction progressive du Pb avec EDTA E Koledzi et al 35 J Soc Ouest Afr Chim 2011 032 27 42 L quation de conservation de la masse pour le m tal M dissous est donc de la forme M M M OH M ing Moi M tal ionique libre hydrat M M tal sous forme d hydroxydes M OB M tal complex par des ligands n l j M tal complex par des ligands organiques n l Mio
19. es OM stabilis PTMB 20 6 20 9 18 5 17 1 22 lt 20 17 32 33 PTMB Pr traitement M canique et Biologique Tableau VI Valeur moyenne de IG Compost A Compost B Compost C Compost D Zea mays mais 76 78 81 87 IG Vigna unguiculata ni b 86 77 78 80 Lepidium sativum I cresson 719 75 86 82 4 Conclusion Cette tude d impact cologique des composts produit par une entreprise de collecte et de traitement des d chets a permis de relever les insuffisances les difficult s et la qualit du compost surtout en ce qui concerne sa toxicit vis vis des plantes Vu les difficult s de la collecte s lective le compostage des d chets bruts apr s le tri des ind sirables serait promouvoir tout en vitant le ramassage du sable Les m thodes de compostage utilis es ne pr sentent aucuns inconv nients Mais si l on tient compte du co t qu engendrerait la fabrication des cuves la m thode en andain serait plus souhaitable et serait plus accessible Les analyses chimiques pour la qualit ainsi que lIG des quatre composts ne pr sentent aucun risque majeur a part la teneur en Pb Mais on remarque que plus le taux de la mati re organique est lev plus le plomb est retenu Le plomb semblerait tre retenu sur la mati re organique et sur les hydroxydes m talliques Plus cette concentration est forte plus les m taux seront pi g s diminuant leur biodisponibilit B7 Le
20. is avec un rapport optimis L S 8 Diff rentes suspensions sont mises sous agitation au moyen d un plateau d agitation r gl 150 tours min pendant diff rentes heures allant de 24 168H un jour sept jours pour valuer le potentiel polluant des composts Les luats de chaque compost sont filtr s et le Pb est dos par SAA flamme apr s min ralisation l eau r gale 2 3 3 Test respirom trique AT4 Le manuel d utilisation pr voit un facteur de dilution applicable en fonction du volume d chantillon introduit Connaissant le volume total du flacon et le volume d chantillon introduit le volume d air peut tre d duit Ainsi le facteur de dilution est transposable au volume d air dans le flacon selon l quation suivante y 0 5772x exp0 0087x La densit du compost tait comprise entre 0 5 et 0 6 et a permis de relier ce facteur de correction au compost pour conna tre sa consommation en O2 Les tudes r alis es par Charnay ll ont montr que la masse introduite et l intensit de la consommation en O est variable Elle augmente entre 10g et 30 g puis diminue fortement pour des masses sup rieures Ce constat est sans doute li un effet de masse d la non agitation des flacons passant alors en fermentation ana robie Ils ont montr que l cart est trop important pour des masses sup rieures 30 g et que les masses inf rieures ou gales 10 g sont peu repr
21. lus faible que celle du substrat constitu d ordures m nag res s lectivement constitu es de mati res putrescibles 25 mg 02 g Ms 20 15 10 5 SS _ 0 7 T T T 0 1 2 3 4 5 6 Jours Compost B lt 10 mm Cuve 3 mois t OM s lectives Figure 5b Compost B 25 mg 02 g MS 20 15 10 i ee 0 1 2 3 4 5 6 Compost D lt 10 mm Jours Andain 3 mois OM bruts Figure 5d Compost D Andain 3 mois OM bruts Figure 5c Compost C mg 02 g MS 6 5 4 4 3 2 4 1 0 at Compost A lt 10 mm Compost B lt 10 mm Compost C lt 10 mm lt Compost D lt 10 mm Figure 5e Composts A B C D Figure 5 Consommation d Oz par les composts A B C et D 37 E Koledzi et al J Soc Ouest Afr Chim 2011 032 27 42 Le compost B est le compost constitu de putrescibles de phosphates naturels et de fumier Pour ce type de substrat la figure 5b montre beaucoup d analogie avec le compost A Les composts C et D sont obtenus partir des ordures m nag res bruts apr s le tri des ind sirables La figure 5c montre une consomation pratiquement constante pour le quatri me et le cinqui me jours pour le compost cribl la courbe pr sentant pour le compost cribl une pente plus faible que pour le compost non cribl Les courbes de la figure 5d sont tr s com
22. nt progressives et atteignent le maximum au bout du 6 jour La figure 3 montre que EDTA extrait plus Pb que la solution de CaCl Deux sch mas sont possibles soit le compost est riche en hydroxyde m tallique et peut participer a la r tention du plomb par change cationique ou par absorption soit il est riche en mati re organique au point d emprisonner ou de retenir le m tal par complexation On remarque que plus le taux de mati re organique est lev plus le taux d extraction est faible La r tention du Pb est donc tr s forte et se fait non seulement sur la mati re organique mais aussi sur les hydroxydes m talliques soient par change cationique ou par fixation sur les carbonates Dans le cas de l ion Pb dont le rayon ionique 199pm est sup rieur celui de lion calcium 99pm il n y a pas de substitution de Ca au cours de extraction avec le CaCl tableau IV mais formation d un sel de carbonate orthorhombique Cette diff rence entre les deux types d extraction traduit une forte r tention du Pb dans les composts De plus le Pb est un cation chimisorb s et est r put extractible par VEDTA ind pendamment du pH Ce r sultat montre que de nombreux param tres interviennent dans la mobilit des l ments trace m talliques Les constituants du sol et donc du compost jouent un r le important dans le processus de r tention mati re organique hydroxydes m talliques phosphates et carbonat
23. parables aux pr c dentes et illustrent que les composts produits sont d j fortement stabilis s mais moins que les composts A et B Les consommations en O sont progressives quel que soit le stade de traitement du d chet Cette consommation est tr s forte pour les ordures m nag res Sur la figure 5e on note que le compost B pr sente une pente plus faible succcessivement que A D et C C est dire que le compost B pr sente un tat de maturit plus avanc que A et que A plus avanc que D et que D plus avanc que C Toutes les courbes obtenues pour les quatre composts pr sentent des pentes tr s faibles par rapport celles obtenues pour les ordures m nag res Le tableau V r sume la consommation d oxyg ne au quatri me jour des composts B C D Le suivi de l volution de la consommation en Oy permet donc de conna tre l tat d avancement dans le traitement et par voie de cons quence l tat de maturit du compost Elle reste une solution facile et simple pour une estimation de l tat de maturit d un compost Les inconv nients de cette m thode sont du domaine pratique l introduction de l chantillon solide dans le flacon et l ajustement de l humidit Pour obtenir une valeur comprise entre 45 et 55 de nombreux essais et contr les s av rent n cessaires rendant l op ration longue 3 8 Indice de germination IG Les valeurs moyennes de dix r p titions pr sent es dans le
24. risque est donc faible en termes de phytotoxicit apr s amendement des sols Pl Le compost peut donc stabiliser ou immobiliser les m taux en phase solide Mais la complexit des m canismes biologiques physiques et chimiques r gissant le transfert des polluants dans le sol implique une grande prudence quand on pense au taux du plomb qu accumuleraient les plantes apr s pandage du compost Mais mieux le tri sera effectu avant le compostage plus le risque de contamination de la cha ne alimentaire sera faible Remerciement Ce travail pr sent dans ce document a t financ par le programme CORUS N 6126 travers le service de la coop ration fran aise 39 E Koledzi et al J Soc Ouest Afr Chim 2011 032 27 42 Bibliographie 1 Bonnet A Fabien L 2006 Etude du syst me de gestion des d chets m nagers Lom et propositions d am lioration du secteur Rapports d Activit s 2007 Minist re de l Environnement et des Ressources foresti res 2 Tinoco A A P Azevedo I C D Azevedo R Marques E A G 2009 Separation and composting plant in small cities of Zona Da Mata Minas Gerais Brazil Sardinia 2009 Symposium XII International WM and Landfill Symposium Page109 www sardinias ymposium it sardinia2009 3 Gillet 1985 Trait de gestion des d chets solides et son application aux pays en voie de d veloppement Copenhague OMS PNUD 1985 Tomes 1 et 2 980 pages 4
25. s que l humidit la temp rature le pH et la mati re organique ont t suivis La qualit du produit fini a t recherch e par l analyse des nutriments et des m taux lourds Seul la teneur en Pb est au dessus de la norme Afnor cause de ces origines multiples Le test de lixiviation est effectu afin de d terminer le potentiel de relarguage du Pb La r tention du Pb est donc tr s forte et se fait non seulement sur la mati re organique mais aussi sur les hydroxydes m talliques soient par change cationique ou par fixation sur les carbonates Les r sultats du test de germination donnent des indices au del de 50 et ceux des AT4 donnent des valeurs comprises entre 5 et 7 mgO g MS Un accent sur le tri est donc indispensable afin d obtenir un compost de qualit avec une teneur lev e de la mati re organique oxydable Mots cl s D chets Compostage Lixiviation r tention Valorization of urban waste in agriculture ecological impact study of composts Summary Nowadays composting represents one of the best ways for valorization of MSW in many developing countries To determine all the necessary components for composting technical parameters evaluation the campaigns for physical characterization of wastes were realized over two seasons on the final discharge of Lom and on wastes gotten freshly from the households In this approach four composts were elaborate two from raw waste after sorting out undesirable matters and
26. ste composting and evaluation of its agricultural valorization in Lom Togo Asian J of Applied Sciences 4 4 378 391 10 Unmar G Mohee R 2008 Assessing the effect of biodegradable and degradable plastics on the composting of green wastes and compost quality Bioresource Technology 99 2008 6738 6744 11 Yobouet Y A Adouby K Trokourey A Yao B 2010 Cadmium Copper Lead and Zinc speciation in contaminated soils International Journal of Engineering Science and Technology Vol 2 5 2010 802 812 12 AFNOR 2005 Norme qualit compost urbain NF 44051 Amendement organique Arr t minist riel du 21 August 2007 13 Bustamante M A C Paredes F C Marhuenda Egea A Perez Espinosa M P Bernal R Moral 2008 Co composting of distillery wastes with animal manures Carbon and nitrogen transformations in the evaluation of compost stability Chemosphere 72 551 557 40 E Koledzi etal J Soc Ouest Afr Chim 2011 032 27 42 14 Barrena R Turet J Busquets A Farr s M Font X S nchez A 2010 Respirometric screening of several types of manure and mixtures intended for composting Bioresource Technology doi 10 1016 j biortech 2010 09 011 15 Cl ment M Pieltain F 2003 Analyse chimique des sols d TEC et DOC 16 Lagier 2006 Etude des macro mol cules de lixiviat Caract risation et comportement vis vis des m taux Th se de Doctorat N 72
27. sucres simples Le pH est rest basique par production du gaz ammoniacal associ la d gradation de prot ines lib rant des amines et a la d composition d acides organiques 1 Aucune acidification du milieu en d but de proc d n est apparue m me pour le compost D o le pH est d termin partir de la premi re semaine DI contrairement aux r sultats rapport s lors des travaux de Forster ll Cette phase d acidog ne est tr s courte et par cons quent difficile analyser Cependant une acidification du milieu aurait pu tre attribu e une oxydation incompl te de la mati re organique conduisant la production d acides gras organiques en conditions ana robies Cela confirme que ces essais se satisfaisantes d a ration Le taux de mati re organique demeure dans la norme NFU 44 051 20 Le rapport C N est grand cause des teneurs faibles en azote et reste comparable a d autres composts des ordures m nag res Le taux lev de phosphate dans le compost B est d l addition du phosphate naturel de la fraction organique au d but du processus Tous les composts pr sentent une teneur lev e des nutriments comme le phosphore le Na20 le MgO le K20 ou le CaO tableau II qui est un avantage pour l agriculture Les valeurs de la teneur en ETM consid r s comme les m taux les plus recherch s a cause de leur histoire sont pr sent s dans le tableau III On observe des teneurs
28. tr s bas au secteur des d chets par rapport l eau M Les lois adopt es ne sont jamais appliqu es faute de moyens La gestion des d chets ne se limite qu au remblayage d une carri re M me si une importante mat riaux recyclables sont r cup r s l insu des autorit s les d chets perdent un potentiel de valorisation important en termes de production d un amendement organique par compostage ll compte tenu de la quantit lev e de mati re organique putrescibles que pourrait contenir nos ordures m nag res Au cours des ann es 1960 1985 plus d une centaine d installations de compostage ont t construites dans de nombreux pays dont beaucoup de PED Inde Chine Indon sie Br sil Colombie C te d Ivoire etc et en particulier dans quasiment tous les pays de la M diterran e Cependant la plupart de ces installations sont actuellement arr t es et rares sont celles encore en activit ou seulement en activit r duite ll Depuis les ann es 70 cinq unit s de compostage ont t construites au Maroc Il s agit de grandes unit s industrielles qui ont t con ues mises en place et financ es gr ce des organismes trangers de d veloppement Mis part l installation de Rabat Sal qui a t arr t e en 2000 aucune unit de traitement n a fonctionn plus de 6 ans 4 Toutes ces unit s celle de Rabat comprise ont connu de s rieux probl mes techniques et financiers Pl en parti
29. x INC sp ciaux etc Ces quatre types de composts ont t labor s selon les combinaisons suivantes des mati res premi res tableau I 2 2 Param tres de suivi du compost La temp rature est d termin e tous les deux jours le retournement toutes les deux semaines le taux d humidit par s chage 105 C le taux de la mati re organique par calcination 550 C et le pH par une suspension aqueuse selon la norme 2 3 Analyse chimique des composts Un chantillon du tas du compost obtenu est pr lev dans des conditions rigoureuses afin de garantir l homog n it du mat riau Une quantit de compost est pr lev dix endroits diff rents du tas environ 150g est m lang l ensemble avant de pr lever de ce m lange obtenu la quantit voulue 2 3 1 Analyse des nutriments et des l ments traces m talliques ETM La pr paration de l chantillon pour l analyse de tous les param tres except la teneur en azote et de carbone a consist en une digestion en milieu acides HCI HNO Le phosphore total a t d termin par colorim trie en utilisant le molybdate d ammonium et l acide ascorbique F1 L azote kjeldahl NTK est d termin par la m thode de Kjeldahl ll Les esp ces cationiques Na K Mg et Ca et les ETM Pb Ni Cd ont t d termin s par la spectrom trie d absorption atomique SAA 15 Tableau I Composition des diff rents mat riaux compostables 9
30. ysique Les r sultats de la caract risation physique a la d charge finale pendant les deux saisons donnent un taux de 24 26 de fraction compostable 20 26 de d chets non compostables et une forte proportion de fraction fine 46 56 L humidit moyenne la d charge finale est entre 13 15 en saison s che et 22 43 en saison pluvieuse La d composition des d chets est inhib e en saisons s ches car la teneur en eau est en dessous de 20 et reste dans la gamme de l optimum en saisons pluvieuses Pl La mati re organique repr sente en moyenne 24 25 de d chets urbains avec un taux de 8 9 de mati re organique dans la fraction fine Ceci n est pas un avantage pour le compostage des d chets bruts mais surtout un inconv nient en raison du fort pourcentage de min ral sable gravier Par contre les d chets sortant des m nages contiennent 60 70 de d chets compostables avec une humidit de 50 70 et une faible proportion des autres fractions Les d chets bruts sont donc ramass s avec une grande quantit de sable des centres de transit vers la d charge finale Le compostage proche des m nages et donc dans les quartiers est plus favorable que celui qui pourrait tre r alis la d charge finale 3 2 Suivi des param tres de processus Tous les substrats en d composition dans les cuves ou en andains ont t suivis par Koledzi ll et la teneur en eau a t maintenue 40 50 pendant le processus
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