149 57-66 déchets

57
Bull. Soc. Pharm. Bordeaux, 2010, 149, 57-66
CARACTÉRISTIQUES DES DÉCHETS
MÉNAGERS D’UNE DÉCHARGE PUBLIQUE
MAROCAINE (*)
El Mahjoub AOUANE ( 1 ) , Youness CHBAB ( 1 ) ,
Mohamed JADAL ( 1 ) , El Hassan BERNY ( 1 ) ,
Mohammed OUHSSINE ( 1 )
La décharge publique de la ville de Kénitra au Maroc
présente 70 % de déchets organiques acides (pH 4,54) riches en
acides organiques (3,21 %). Ils présentent une forte charge
bactériologique avec une FMAT de 1,3.107 ufc/g, des coliformes
totaux (2,50.105) et fécaux (2,08.105), des staphylocoques (3,03
105), pas de streptocoques, des levures (6,28.105) et de bactéries
lactiques (5,30.105 ufc/g). La décharge est polluée et nécessite une
intervention urgente de la part des autorités locales et des
scientifiques.
INTRODUCTION
La quantité de déchets usagers est en augmentation croissante suite à
la croissance du nombre d’habitants, au changement des modes de
production et de consommation, et à l’amélioration du niveau de vie. Ils
peuvent être définis comme tout résidu d’un processus de production, de
(*)
(1)
Manuscrit reçu le 12 février 2010.
Laboratoire de Biotechnologie, Environnement et Qualité (LABEQ), Département
de Biologie, Faculté des Sciences, Université Ibn Tofaïl, BP 133, 14000 Kénitra,
Maroc.
[email protected],
[email protected],
[email protected]
58
transformation ou d’utilisation, toute substance, matériau, produit ou plus
généralement tout bien, meuble abandonné ou que son détenteur destine à
l’abandon ou à l’obligation de s’en défaire dans le but de ne pas nuire à la
collectivité et de protéger l’environnement. Il s’agit de déchets très divers :
ménages, industrie, commerces, activités de soins, bâtiment, services de
nettoiement, espaces verts, etc.
Dans l’optique d’un traitement biologique des déchets organiques de
la décharge publique de la ville de Kénitra, ces derniers ont été étudiés pour
leur composition et leurs caractéristiques physicochimiques et
microbiologiques.
MATÉRIEL ET MÉTHODES
Prélèvement
Des prélèvements de déchets ont été effectués à partir de la décharge
publique de 14 ha à ciel ouvert de Kénitra, ville de l’ouest du Maroc.
10000 m2 de cette décharge ont été segmentés en 20 carrés de 500 m2. Dans
chaque carré, cinq prélèvements de 0,5 kg ont été effectués au hasard selon
la méthode du prélèvement diagonal avec trois répétitions sur trois semaines
de février à mars 2008. Les déchets ont été prélevés en surface à l’aide
d’une pelle et placés dans des caisses de 30 kg de capacité (une caisse par
carré de 500 m2). La nature et le pourcentage des composants ont été
déterminés et pesés dans une salle de broyage après déversement du contenu
de chaque caisse.
Les déchets organiques isolés ont ensuite été broyés à 1500 tours par
minute à l’aide d’un broyeur à marteau. Le broyat de l’ensemble des caisses
pour chacune des trois semaines est mélangé manuellement et on prélève au
hasard 1 kg placé dans un pot pour analyse. Du prélèvement à la décharge à
l’analyse au laboratoire, distant de 100 m de la salle de broyage, le temps ne
dépasse pas deux heures.
Analyse physicochimique
Le pH est mesuré à l’aide d’un pH-mètre de type Orion Research
étalonné à pH 4 et 7.
59
Pour la détermination de l’acidité, 10 ml de phase liquide ont été
transvasés dans trois béchers de 100 ml. Quelques gouttes d’indicateur
coloré (phénophtaléine à 1 %) y sont ajoutés. Le titrage est réalisé par une
solution de NaOH N/9 jusqu’à virage au rose. L’acidité est exprimée en
pourcentage d’acide lactique (M = 90,08 g) par 100 ml de culture. L’essai
est répété trois fois.
Le pourcentage d’humidité est déterminé par passage de 5 g
d’échantillon à analyser dans une boite de Petri en verre dans une étuve à
105°C pendant 6 h.
La détermination de la matière organique se fait par calcination de la
matière sèche. Trois échantillons de 5 g ont été séchés 6 h à l’étuve à 105°C,
puis calcinés une heure dans un four à moufle Contrôleur B170 Nabertherm
à 550°C.
Le pourcentage de matières organiques ou solides volatiles est
obtenu par différence de pesée entre les masses du déchet sec et du déchet
calciné.
Analyse microbiologique
Dix grammes de chaque échantillon sont ajoutés à 90 ml d’eau
physiologique stérile dans un erlenmeyer de 250 ml. On obtient ainsi une
dilution au dixième. Les dilutions suivantes jusqu’à 10-7 sont obtenues dans
des tubes à essais de 16/160 mm à partir de 0,5 ml de solution et 4,5 ml
d’eau physiologique stérile.
0,1 ml de chaque dilution est déposé dans trois boites de Petri de
9 cm de diamètre puis on verse 20 ml de milieu gélosé préalablement
stérilisé à 120°C et refroidi à 45°C. La boite est ensuite homogénéisée par
agitation manuelle et incubée en étuve. Seules les boites dont le nombre de
clonies est compris entre 30 et 300 sont retenues pour le dénombrement. Les
essais sont répétés trois fois.
L’abondance de la Flore Mésophile Aérobie Totale (FMAT), qui
renseigne sur la charge bactérienne globale, a été estimée sur milieu TSA
(Trypcase Soja Agar) incubé 48 h à 30°C et est exprimée en ufc [unités
formant colonies].
Les coliformes fécaux et totaux du tube digestif de l’homme et des
animaux sont des indicateurs de qualité hygiénique. Le dénombrement est
effectué sur milieu DCL (Desoxycholate Lactose Agar) après 48 h
d’incubation à 37°C pour les coliformes totaux et 44,5°C pour les
coliformes fécaux.
60
La présence de staphylocoques et de streptocoques est un témoin de
non salubrité. Le milieu sélectif utilisé pour les staphylocoques est le
Chapman. Celui des streptocoques est KF Streptococcus. L’incubation se
fait à 37°C et la lecture a lieu après 48 h.
L’évaluation de l’abondance des levures se fait sur milieu PDA
(Potato Dextrose Agar) après incubation 48 h à 30°C.
Le milieu le plus connu pour le comptage des bactéries lactiques est
le MRS (Man Rogosa Sharpe, Difco, Detroit, États-Unis). Les colonies sont
dénombrées après 24 h d’incubation à 30°C.
RÉSULTATS
Constitution des déchets
La décharge publique de Kénitra présente majoritairement des
déchets organiques (Tableau I). Des ramasseurs nocturnes récupèrent ces
déchets pour l’alimentation de leur bétail.
Tableau I : Composition physique des déchets ménagers
de la décharge publique de Kénitra.
Composants
Pourcentage
Déchets organiques
70
Plastique
12
Papier carton
10
Verre
2
Métaux
4
Divers (bois, etc.)
2
Analyse physicochimique
Le pH varie faiblement autour de 4,54 (Tableau II).
61
Tableau II :
Analyse physicochimique des déchets ménagers de la décharge publique
de Kénitra.
Échantillon
pH
Acidité
(% d’acide lactique)
Humidité
(%)
Matières organiques
(%)
1
4,54
3,30
51,61
33,87
2
4,55
3,15
53,23
30,65
3
4,53
3,30
56,45
41,94
4
4,52
3,45
44,52
40,32
5
4,56
3,00
46,13
40,32
6
4,56
3,00
46,45
38,71
7
4,57
3,00
46,13
40,32
8
4,58
3,15
46,13
40,32
9
4,50
3,45
43,55
39,35
10
4,52
3,30
43,23
41,29
Moyenne
4,54
3,21
47,74
38,71
L’acidité varie entre 3,00 et 3,45 %. L’humidité fluctue autour de
47,74 %, entre 43,23 et 56,45 %, La teneur en matières organiques des
échantillons varie entre 30,65 et 41,94 % de matière sèche.
Analyse microbiologique
La flore mésophile aérobie totale est abondante et va de 7,0.105 à
2,3.107 ufc/g (Tableau III).
Les coliformes totaux varient de 4,0.104 à 4,5.105 ufc/g. Les
streptocoques fécaux, deuxième indicateur de contamination fécale, n’ont
pas été observés.
Les staphylocoques sont faiblement présents (3,03.105 ufc/g).
Les levures se trouvent en nombre élevé par rapport aux autres
souches, de 3,5.105 à 9,5.105 ufc/g. Les bactéries lactiques oscillent entre
3,0.105 et 7,5.105 ufc/g.
62
Tableau III :
Caractéristiques microbiologiques des déchets ménagers de la décharge
de Kénitra. On n’observe pas de streptocoques.
Échantillons
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
FMAT
7
2,3.10
1,2.107
1,3.107
1,1.107
9,0.105
2,3.107
1,5.107
1,4.107
1,7.107
7,0.105
Moyenne 1,30.107
Coliformes Coliformes
fécaux
totaux
3,4.105
1,3.105
6,0.104
9,0.104
5
2,3.10
3,5.105
5
1,5.10
2,5.105
5
1,2.10
4,0.104
5
2,6.10
3,5.105
5
2,4.10
3,8.105
5
3,8.10
4,5.105
5
1,2.10
1,2.105
5
1,8.10
3,4.105
2,08.105
2,50.105
Staphylocoques
3,6.105
2,5.105
2,6.105
1,5.105
3,4.105
4,4.105
3,6.105
4,3.105
2,4.105
2,0.105
Bactéries
lactiques
6,0.105
5,0.105
7,0.105
6,5.105
5,0.105
5,5.105
7,5.105
3,0.105
4,0.105
3,5.105
3,03.105
5,30.105
Levures
7,0.105
8,0.105
3,5.105
5,0.105
3,5.105
9,0.105
8,5.105
7,0.105
5,0.105
9,5.105
6,60.105
DISCUSSION ET CONCLUSION
Constitution des déchets
Les déchets ménagers produits en France, de l’ordre de 29,3 Mt/an
en 2008 [5], sont en quantité nettement supérieure aux 8,8 Mt du Maroc
estimés pour 2010 [14]. L’industrie marocaine est en pleine émergence. Les
déchets d’emballages ménagers au Maroc représentent 20 à 25 % des
ordures ménagères collectées par les communes et commencent à poser des
problèmes d’ordre environnemental. Le Département de l’Environnement
relevant du Ministère de l’Aménagement du Territoire, de l’Eau et de
l’Environnement du Maroc a envisagé l’instauration d’une éco-taxe sur les
produits d’emballage [6-8]. Mehdi et al. [11] ont trouvé des pourcentages de
matières organiques et de papier carton similaires dans les déchets de la
ville de Tiaret en Algérie, avec moins de plastiques (6,66 %) et de métaux
(0,66 %).
Analyse physicochimique
Le faible pH (4,54) et l’acidité élevée (3,21 %) peuvent favoriser la
prolifération de microorganismes acidophiles ou à tolérance acide.
Benzakour et al. [3] ont aussi observé, lors d’analyses sur la
biotransformation des déchets ménagers de Kénitra, des acidités importantes
variant entre 4,00 et 4,20 %.
63
Les pH acides semblent moins dus à une fermentation naturelle qu’à
la nature acide des déchets (écorces de citrons, d’oranges…) [4]. Ces pH
sont relativement hostiles aux microorganismes pathogènes.
À l’humidité initiale de 47,74 % s’ajouteront des humidités
provenant d’hydrolyses de la matière organique par des enzymes indigènes
ou d’origine microbienne. Cela entrainera une liquéfaction du produit fini
pouvant aussi bien favoriser une flore indésirable que d’intérêt
biotechnologique. Par conséquent, avant de procéder à toute opération de
transformation biologique, un séchage naturel ou une réduction de la teneur
en eau par égouttage sera nécessaire.
Les teneurs en matières organiques (38,71 %) sont plus faibles que
celles trouvées aux États-Unis par Tchobanoglous et al. [15] de 52 %,
variant entre 40 et 60 % de matière sèche. Hossain [9] a observé 78,6 %. En
Tanzanie, la moyenne atteint 80 % [12-13] et à l’Ile Maurice 85 % [12].
Analyse microbiologique
L’abondance de la FMAT pourrait être à l’origine d’une putréfaction
des déchets et nuire à l’environnement. Benzakour [3] a rapporté
l’émergence de vingt maladies en relation avec les microbes de la décharge
de Kénitra. Attrassi et al. [2] ont observé une FMAT encore plus importante
dans des déchets organiques de l’ordre de 9,5 1014 ufc/g.
L’abondance de coliformes totaux est à corréler avec les maladies
infectieuses rencontrées autour de Kénitra. Les sources hydriques, la
végétation et les animaux peuvent être des vecteurs.
Les streptocoques fécaux font défaut, malgré le nombre
d’échantillons analysés, la méthodologie de prélèvement adoptée et les
moments variés de prélèvement. Au contraire, Aloueimine [1] a trouvé une
abondance inquiétante de 4.105 ufc/g. De leur côté, Mehdi et al. [11] ont
observé des streptocoques et des coliformes fécaux dans les eaux
souterraines à proximité d’une décharge publique en Algérie.
Quoique faiblement présents, les effets des staphylocoques
dépendent de la nature des enzymes et/ou des substances toxiques qu’elles
secrètent.
L’abondance de levures dans la décharge de Kénitra a aussi été
mentionnée par Benzakour [3], qui a trouvé 1,00.105 ufc/g. Elles ont été
rapportées en abondance (37,00.105 ufc/g) par Labioui et al. [10] dans des
échantillons de panses de bovins de l’abattoir de viande rouge de Kénitra.
La présence des bactéries lactiques est probablement liée à la nature
des échantillons qui pourraient contenir une flore indigène de nature
lactique.
64
Les déchets ménagers de la décharge publique de Kénitra sont donc
contaminés et peuvent être à l’origine de sérieux problèmes d’ordres
sanitaires et environnementaux. Ils peuvent nuire à la santé et la sécurité de
plus de 10000 habitants limitrophes. La concentration et la toxicité des
contaminants biologiques ne permettent pas une utilisation directe pour
l’alimentation animale ou la fertilisation des sols. Un traitement préalable
s’impose.
Ces déchets ménagers doivent être considérés comme un gisement
de matières premières secondaires permettant de générer de l'activité
économique et de l'emploi tout en réduisant l’impact négatif sur
l’environnement. Il faut mettre en place un procédé conduisant à leur
stabilisation et leur transformation en un produit de bonne qualité
hygiénique, nutritionnelle et organoleptique pour pouvoir être introduit dans
des rations alimentaires chez l’animal. Ce pourrait être une fermentation
biologique contrôlée, conduite par un inoculum pur composé de bactéries
acidolactiques sélectionnées. Ce travail est en cours de réalisation au sein de
notre équipe de recherche au laboratoire de biotechnologie, environnement
et qualité.
RÉFÉRENCES
1-
Aloueimine (S.O.) - Méthodologie de caractérisation des déchets
ménagers à Nouakchott (Mauritanie) : contribution à la gestion des
déchets et outils d’aide à la décision. Thèse Doct. Chim. Microbiol.
Eau, Univ. Limoges, 2006, n° 12, 192 p. http://epublications.unilim.
fr/ theses/2006/aloueimine-sidi-ould/aloueimine-sidi-ould.pdf
2-
Attrassi (B.), Mrabet (L.), Douira (A.), Ounine (K.), El Haloui (N.) Étude de la valorisation agronomique des composts des déchets
ménagers. - Biotechnol. Environ., 2005, 17(5), 14-29. http://biotechevents.orgfree.com/attrassiConf.pdf
3-
Benzakour (A.) - Impact de la décharge publique de Kénitra sur
l’environnement et essai de Biotransformation des déchets ménagers
en un ingrédient à valeur ajoutée. Thèse Doct. État Sci. Biol. Kénitra,
Maroc, 2004, 222 p.
65
4-
Bousmaha (L.), Ouhssine (M.), El Yachioui (M.) - Fermentation du
citron par inoculation microbienne. - Afr. Sci., 2006, 2(1), 83-93.
http://www.afriquescience.info/docannexe.php? id=379, AS_v2n1_
Bousmaha.pdf
5-
Commissariat général au développement durable - 345 millions de
tonnes de déchets produits en France en 2008. - Chiffres Stat., 2010
(179), 5 p. http://www.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/
CS179.pdf
6-
Département
de
l’Environnement,
Ministère
chargé
de
l’Aménagement du Territoire, de l’Eau et de l’Environnement - Étude
relative à la gestion des déchets ménagers et assimilés au Maroc :
Mission I. 2004, 72 p, 7 annexes. http://smap.ew.eea.europa.
eu/fol112686/fol497757/fol657282/fol984177/GDMA_MissionI.zip
7-
Département
de
l’Environnement,
Ministère
chargé
de
l’Aménagement du Territoire, de l’Eau et de l’Environnement - Étude
relative à la gestion des déchets ménagers et assimilés au Maroc :
Mission II. 2005, 79 p, 3 annexes. http://smap.ew.eea.europa.
eu/fol112686/fol497757/fol657282/fol984177/GDMA_MissionII.pdf
8-
Département de l’environnement, Ministère de l’Aménagement du
Territoire, de l’Eau et de l’Environnement - Développement du
secteur de recyclage des déchets solides au Maroc. 2005, 51 p.
www.metap-solidwaste.org/.../R3-_Rapport_plan_d_action-FR.pdf
9-
Hossain (M.D.S.) - Mechanics of compressibility and strength of solid
waste in bioreactor landfills. Thesis Fac. North Carolina State Univ.,
Raleigh, 2002, 199 p. http://www.lib.ncsu.edu/theses/ available/etd08302002-125806/un res tricted/etd.pdf
10 - Labioui (H.), Elmoualdi (L.), Benabbou (Y.), Elyachioui (M.),
Ouhssine (M.) - Traitement et valorisation de déchets en provenance
d’abattoirs au Maroc. - Agrosolutions, 2007, 18(1), 35-40. www.irda.
qc.ca/_documents/_Activities/6_fr.pdf
11 - Mehdi (M.M.), Belabbed (B.E.), Djabri (L.), Hani (A.), Laour (R.) Caractéristiques de la décharge publique de la ville de Tiaret et son
impact sur la qualité des eaux souterraines. - Courr. Savoir, 2007, (8),
93-99. http://www.webreview.dz/IMG/pdf/93-Djabri.pdf
12 - Mohee (R.) - Assessing the recovery potential of solid waste in
Mauritius. - Resour. Conserv. Recycl., 2002, 36(1), 33-43.
66
13 - Mbuligwe (S.E.), Kassenga (G.R.) - Feasibility and strategies for
anaerobic digestion of solid waste for energy production in Dar Es
Salaam city, Tanzania. - Resour, Conserv. Recycl., 2004, 42,
183-203. home.postech.ac.kr/~sludge/4.Papers%20.../anaerobic%20
process3.pdf
14 - ONEM (Observatoire National de l’Environnement du Maroc) Déchets Ménagers. In Rapport sur l’état de l’environnement au
Maroc. 2001, 224-225 (292 p.). http://www.minenv.gov.ma/onem/
rapport_reem.htm
15 - Tchobanoglous (G.), Theisen (H.), Vigil (S.A.) - Integrated solid
waste management: Engineering principles and management issues.
Boston, Mass.: McGraw-Hill Int. Ed., 1993, 1008 p.
ABSTRACT
Characteristics of the household waste of a Moroccan garbage dump
The garbage dump of the Kenitra city in Morocco presented 70% of
acid organic waste (pH 4.54) rich in organic acids (3.21%). It showed a
strong bacteriological load with a FMAT of 1,3.107 ufc/g, total (2.50 105)
and faecal (2.08 105) coliforms, staphylococci (3,03 105), no streptococci,
yeasts (6.28 105) and lactic bacteria (5.30 105 ufc/g). The garbage dump is
polluted and requires an urgent intervention from the local authorities and
scientists.
Key-words: garbage dump, household waste.
__________