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

Basile-Doelsch Isabelle, Bottero Jean Yves, Cazevieille Patrick, Chevassus-Rosset Claire, Doelsch Emmanuel, Feder Frédéric, Findeling Antoine, Garnier Jean-Marie, Gaudet Jean-Paul, Legros Samuel, Levard Clément, Masion Armand, Moussard Géraud Daniel, Moustier Stéphane, Rose Jérôme, Saint Macary Hervé. 2007. Recyclage agricole des déchets organiques dans les sols tropicaux (Ile de la Réunion) : quel impact sur les transferts d'éléments traces métalliques ?. Montpellier : CIRAD, 122 p.

Titre anglais : Agricultural recycling of organic wastes in tropical soils (Reunion Island) : which impact on the transfers of heavy metals ?

Note générale : Convention ADEME-CIRAD n° 0475C0013, date du contrat 22 décembre 2004, durée du contrat 36 mois

Résumé : L'étude de la spéciation des ETM de quatre sols représentatifs des différents contextes pédoclimatiques de La Réunion a été conduite en utilisant deux protocoles d'extraction chimique séquentielle. Quel que soit le protocole utilisé, nous avons montré que pour les 4 sols étudiés (un nitisol, un cambisol, un cambisol andique et un andosol silandique) la fraction échangeable représente la plus petite fraction des ETM étudiés (Cr, Cu, Ni et Zn) et que la fraction résiduelle est la plus importante. Nous avons également étudié la spéciation de Cu et Zn au sein d'un lisier de porc en utilisant une méthode d'extraction chimique ainsi qu'un protocole de séparation granulométrique couplée à nue méthode spectroscopique (IRTF). Cela a permis de mettre en évidence que Cu interagit avec les oxydes et la matière organique, alors que Zn interagit quant à lui avec les carbonates, la matière organique et les oxydes. 75% de Zn et 78% de Cu se retrouvent dans la fraction où les éléments ont une taille comprise entre 0,45 µm et 20 µm. La spectroscopie IRTF à permis de montrer la présence dans ces fractions du motif aliphatique, de différentes fonctions organiques (hydroxyles, acides et amines) et de différents composés inorganiques (phosphates, carbonates, silicates). L'une des particularités des andosols réside dans la présence en abondance d'aluminosilicates cristallisés à très courte distance, communément appelés "imogolite" et "allophane" dont la taille varie de quelques nanomètres à 100 nm. La structure de ces "nano-minéraux" leur confère de très grandes surfaces spécifiques (~700 m2/g) ainsi que de fortes capacités d'échanges cationique et anionique. Ces propriétés expliquent leur important potentiel d'adsorption des espèces chargées présentes dans les sols que ce soit la matière organique du sol ou des métaux lourds. Les isothermes d'adsorption de trois métaux (Zn, Cu, Ni) sur des imogolites de synthèse bien caractérisés ont montrées que le zinc était le métal le plus réactif. Les sites de sorption d'après la spectroscopie EXAFS semblent être les sites aluminols. Des premiers tests ont été réalisés avec les mêmes métaux sur des allophanes et confirment le fait que le zinc est l'élément le plus sorbé. Nous avons évalué l'impact de l'épandage d'un lisier de porc sur un nitisol réunionnais en utilisant un dispositif de colonnes de sol. Au niveau de la dynamique de transfert des éléments chimiques apportés en quantité non négligeable que sont Ca, K, P, Cu et Zn (avec respectivement 5,5%, 7,9%, 7,3%, 17% et 9% du stock initial dans les 15 premiers centimètres du sol), nous pouvons noter des différences significatives. Ainsi, il semble que P ainsi que Cu et Zn interagissent très fortement avec les premiers centimètres du sol puisque nous n'observons pas de différences entre les colonnes (traitées et non traitée) au niveau de la concentration de ces trois éléments dans les solutions de sol prélevées. À l'inverse, K, Ca et Na interagissent avec le sol mais aussi entre eux (dans le sens où il se produit une compétition pour être adsorbé et désorbé du sol). De plus, le fait de retrouver Ca et Na en quantité non négligeable dans les eaux de percolation est à prendre en compte. Il en est de même avec les anions que sont NO3 et Cl qui interagissent également avec le sol mais qui ont surtout un impact au niveau des eaux de percolation.

Classification Agris : P33 - Chimie et physique du sol

Auteurs et affiliations

• Basile-Doelsch Isabelle, IRD (REU)
• Bottero Jean Yves, Université Paul Cézanne (FRA)
• Cazevieille Patrick, CIRAD-CA-UPR Recyclage et risque (FRA)
• Chevassus-Rosset Claire, CIRAD-CA-UPR Recyclage et risque (FRA)
• Doelsch Emmanuel, CIRAD-CA-UPR Recyclage et risque (REU) ORCID: 0000-0002-7478-4296
• Feder Frédéric, CIRAD-CA-UPR Recyclage et risque (REU) ORCID: 0000-0001-8434-5193
• Findeling Antoine, CIRAD-CA-UPR Recyclage et risque (FRA)
• Garnier Jean-Marie
• Gaudet Jean-Paul
• Legros Samuel, CIRAD-CA-UPR Recyclage et risque (REU) ORCID: 0000-0001-7081-6679
• Levard Clément
• Masion Armand, Université Paul Cézanne (FRA)
• Moussard Géraud Daniel, CIRAD-CA-UPR Recyclage et risque (REU)
• Moustier Stéphane
• Rose Jérôme, Université Paul Cézanne (FRA)
• Saint Macary Hervé, CIRAD-CA-UPR Recyclage et risque (REU)

Source : Cirad - Agritrop (https://agritrop.cirad.fr/536963/)

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